储能科学与技术 ›› 2019, Vol. 8 ›› Issue (3): 443-467.doi: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0212

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锂电池研究中的X射线多晶衍射实验与分析方法综述

张杰男1, 汪君洋1, 吕迎春2, 禹习谦1,3, 李泓1,3   

  1. 1 中国科学院物理研究所, 北京 100190;
    2 上海大学材料基因组工程研究院, 上海 200444;
    3 天目湖先进储能技术研究院有限公司, 江苏 溧阳 213300
  • 收稿日期:2018-10-20 修回日期:2019-02-20 出版日期:2019-05-01 发布日期:2019-03-13
  • 通讯作者: 禹习谦,研究员,研究方向为高能量密度锂离子电池与固态锂电池材料设计,二次电池材料与器件先进表征及锂电池失效分析与逆向分析,E-mail:xyu@iphy.ac.cn
  • 作者简介:张杰男(1990-),男,博士,研究方向为锂离子电池层状正极材料及锂电池失效分析,E-mail:jnzhang@iphy.ac.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划新能源汽车重点专项(2016YFB0100100)及中国科学院战略性先导科技专项(XDA09010000)。

Experimental measurement and analysis methods of polycrystalline X-ray diffraction for lithium batteries

ZHANG Jienan1, WANG Junyang1, LÜ Yingchun2, YU Xiqian1,3, LI Hong1,3   

  1. 1 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;
    2 Materials Genome Institution of Shanghai University, Shanghai 200444, China;
    3 Tianmu Lake Institute of Advanced Energy Storage Technologies Co., Ltd, Liyang 213300, Jiangsu, China
  • Received:2018-10-20 Revised:2019-02-20 Online:2019-05-01 Published:2019-03-13

摘要: X射线多晶衍射技术是研究晶体结构的重要手段,通过对衍射数据的分析,能够得到材料的晶胞参数、原子占位、晶粒大小、晶粒取向、应力分布等信息,对研究材料结构与性能之间的关系具有重要意义。在锂离子电池研究领域,X射线衍射技术广泛应用于材料合成、电芯检测及失效分析中的物相检测,极大地推动了电池材料的进步与发展。本文主要介绍了X射线多晶衍射基本原理与实验方法、测试过程常用参数设置、数据处理与结构精修方法,并结合实例介绍了X射线衍射技术在研究锂离子电池材料结构演化、反应机制、安全性能等方面的应用。

关键词: X射线衍射, 多晶分析, 测试方法, 锂电池

Abstract: Polycrystalline X-ray diffraction is an important tool to study the crystal structure of the material. Through analysis of the diffraction data, the structural parameters, e.g. lattice parameters, atomic site, grain size, grain orientation and stress distribution, can be retrieved, providing crucial information for studying relationship between structure and performance. This review briefly introduces the fundamental principles and experimental measurement methods and the commonly used Rietveld refinement method of polycrystalline X-ray diffraction. The applications of polycrystalline X-ray diffraction on study of lithium batteries are also discussed.

Key words: X-ray diffraction, polycrystalline analysis, measurement method, lithium batteries

中图分类号: