新能源电池材料
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新能源电池材料

NCM层状结构评价 、Li/Ni 混排分析;磷酸铁锂原料中微量杂相检测;原位电池循环。

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典型样品

磷酸铁锂 LFP、三元材料 NCM/NCA、钠电正极材料、石墨、硅碳负极、固态电解质、回收黑粉。

XRD 可解决的问题

物相鉴定、杂相检测、晶格参数变化、阳离子混排、结晶度、相变过程、循环后结构衰减。

经典应用举例:

镍钴锰酸锂正极材料物相与 Li/Ni 混排分析;磷酸铁锂原料微量杂相分析

NCM层状结构评价、 Li/Ni 混排分析

磷酸铁锂原料中微量杂相检测

典型应用举例

镍钴锰酸锂正极材料物相与 Li/Ni 混排分析;磷酸铁锂原料微量杂相分析

镍钴锰酸锂正极材料物相与 Li/Ni 混排分析
一、测试目的

采用X射线衍射技术对镍钴锰酸锂正极材料进行物相鉴定和晶体结构分析,并通过Rietveld结构精修评价样品中的Li/Ni阳离子混排程度。

二、测试仪器与实验条件

仪器名称:埃度纳米 N8 DiffraX 衍射仪

● 光学系统:DiffraX Vertex One™

● 测试模式:高能量分辨模式

● X射线源:Cu-Kα

● 扫描范围:10°–140°(2θ)

● 步长:0.02°

● 每步积分时间:0.5 s

三、测试结果




物相分析结果表明,样品主相为:

● 物相名称: 镍钴锰酸锂

● 化学式: LiMn₀.₄Co₀.₂Ni₀.₄O₂

● 晶系: 六方晶系

● 空间群: R-3m(No. 166)

● 晶胞参数: a = 2.87045 Å,c = 14.25071 Å

实测衍射峰与标准结构数据匹配良好,未观察到明显的独立杂相峰,说明样品物相纯度较高,层状晶体结构保持完整。

四、Li/Ni混排分析

Rietveld结构精修结果显示:

● Li在锂层3a位点的占位率为 0.962;

● Ni在锂层3a位点的占位率为 0.038;

● Li在过渡金属层3b位点的占位率为 0.037。

由此可得,样品中Ni占据Li位点的比例约为 3.8%,即Li/Ni阳离子混排率约为 3.8%。

该结果表明样品整体具有较好的层状阳离子有序性,但仍存在少量Li/Ni反位缺陷。进入锂层的Ni可能占据部分锂离子扩散通道,对材料的倍率性能和循环稳定性产生一定影响。

五、结论

样品主相为R-3m空间群的层状LiMn₀.₄Co₀.₂Ni₀.₄O₂,结晶状态良好,未检测到明显杂相。结构精修得到Li/Ni混排率约为 3.8%,表明样品层状结构整体较完整,阳离子有序性较好。

埃度纳米 N8 DiffraX 衍射仪能够同时完成三元正极材料的物相鉴定、晶体结构分析及Li/Ni混排定量,为材料研发、工艺优化和质量控制提供可靠数据支持。

磷酸铁锂原料中可检测微量杂相,评估材料纯度与批次稳定性。
一、应用背景

磷酸铁锂是动力电池和储能电池的重要正极材料。其物相组成及杂相含量会直接影响材料性能和批次一致性,因此需要通过X射线衍射对主相纯度及微量杂相进行准确分析。

二、测试仪器与条件

仪器名称:埃度纳米 N8 DiffraX 衍射仪

● 光学系统:DiffraX Vertex One™

● 测试模式:高能量分辨模式

● X射线源:Cu-Kα

● 扫描范围:10°–90°(2θ)

● 步长:0.02°

● 每步积分时间:0.8 s

● 数据处理方法:Rietveld全谱精修定量分析

三、测试结果

根据XRD图谱及Rietveld精修结果,样品中主要物相组成如下:


物相

含量

LiFePO₄(磷酸铁锂)

94.2%

Li₃PO₄(磷酸锂)

3.2%

FeP(磷化铁)

1.3%

LiPO₃(偏磷酸锂)

1.1%

Fe(金属铁)

0.2%

样品以磷酸铁锂为主相,主相含量达到94.2%。同时检测到少量磷酸锂、磷化铁、偏磷酸锂和金属铁,说明样品整体反应程度较高,但原料配比、烧结气氛及反应均匀性仍有进一步优化空间。

四、仪器性能表现

磷酸铁锂属于高荧光背景样品,对仪器的背景抑制和弱峰识别能力要求较高。本次测试中,N8 DiffraX表现出以下特点:

● 峰背比达到110倍以上;

● 信噪比高,弱峰清晰;

● 可有效识别低含量杂相;

● 0.2%的金属铁仍可被检测和定量;

● 实测谱与精修谱吻合良好,满足复杂多相体系分析需求。

五、结论

埃度纳米 N8 DiffraX 衍射仪在高荧光磷酸铁锂原料测试中获得了高质量衍射数据,并实现了主相与低含量杂相的可靠定量分析。

测试结果表明,样品中磷酸铁锂含量为94.2%,同时含有少量Li₃PO₄、FeP、LiPO₃和Fe。仪器优异的峰背比、信噪比及微量相检出能力,可为磷酸铁锂材料研发、生产工艺优化和质量控制提供可靠的数据支持。

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