锂电检测技术系列专题之晶体结构分析_专题报道

导语

　　电池材料关心的结构、动力学等性能，均与电池材料的组成与微结构密切相关，对电池的综合性能有复杂的影响。每一项性能可能与材料的多种性质有关，每一类性质也可能影响多项性能，具体问题需要具体分析，没有特别统一的规律，这给电池的研究带来了很大的挑战。准确和全面的理解锂电池材料的构效关系需要综合运用多种检测技术。锂电检测系列专题报道第四期，将聚焦“晶体结构分析”。

　　锂电材料晶体结构表征手段主要包括 X 射线衍射技术（XRD）、扩展 X 射线吸收精细谱（EXAFS）、中子衍射（neutron diffraction）、核磁共振（NMR）、电镜（EM）、拉曼散射（Raman）等， XRD是目前应用最为广泛的研究晶体结构的技术。

专家视角

马尔文帕纳科：锂离子电池材料晶体结构分析技术探讨

XRD是目前应用最为广泛的研究晶体结构的技术。而马尔文帕纳科(Malvern Panalytical )便是国内XRD市场主流品牌之一，近日，仪器信息网有幸邀请马尔文帕纳科分享了针对锂电材料晶体结构分析技术的探讨及技术展望。

邵丹：谈我国动力电池材料检测标准现状

根据调研，国外相关标准主要是围绕动力电池，而针对电池材料方面还没有相关国家标准或技术法规出台，主要电池材料生产技术都垄断在部分龙头企业中，所以只有一些企业标准。所以针对进口欧盟的材料而言，就是只有一个RoHS标准……

锂电研究逐年走热，背后20余类分析表征技术你了解多少？

锂电池材料关心的结构、动力学等性能，均与电池材料的组成与微结构密切相关，准确和全面的理解锂电池材料的构效关系需要综合运用多种检测技术。

回放视频|“锂电检测技术及应用”网络研讨会召开

4月24日，由仪器信息网主办的“锂离子电池检测技术及应用”主题网络研讨会成功召开，13位报告专家为在线网友分享了锂电标准解读、锂电元素分析技术、锂电表面分析技术、锂电CT检测技术、锂电热分析技术、锂电结构表征技术等锂电检测技术与应用。

锂电池在循环过程中电极材料反复嵌锂和脱锂会引起其体积反复膨胀和收宿，从而导致电极材料和固体电解质膜的疲劳断裂。在固态锂电池中，电极材料的反复膨胀和收宿会导致电极和电解质界面产生裂纹，从而阻碍锂离子传导，最终导致电池失效。此外，锂支晶刺穿固态电解质会导致电池短路而诱导火灾。以上基础力学问题是制约锂电池发展和应用的瓶颈所在，但由于实验困难，对这些基础力学问题的研究还处于初级阶段。本研究组在锂电池纳米力学研究领域做出了一些原创性工作。

物理所李泓：电化学前沿储能技术分析

“储能国际峰会暨展览会”上，中国科学院物理研究所清洁能源实验室纳米离子与纳米能源材料研究组研究员李泓作了题为“电化学前沿储能技术分析”的报告，分享给大家。

解决方案

石墨负极材料的X射线衍射分析

石墨化度是用于衡量其从无定型碳结构重排后晶体结构接近完美石墨的程度。锂离子电池中负极材料石墨越接近理想石墨，晶格缺陷越少，电子迁移阻力越小，电池的动力学性能越好。在石墨制成电极片后，石墨层状结构的排布方向（即石墨电极的取向性）对锂离子迁移也有较大影响。马尔文帕纳科高性能台式衍射仪Aeris目前已经可以根据用户需求进行石墨材料石墨化度和石墨电极取向性的全自动测量计算。

粒径、粒形——锂离子电池行业的必备测试

无论是正极还是负极的电极材料，粒径的大小都是至关重要的因素。不同大小的电极原材料不仅会影响最终电池材料的电容量，还会影响电极材料的填充比，进而影响了电极材料的充放电速率。本文就电池原材料的粒径粒形测试展开了讨论。

XRF在锂电正极材料元素分析中的应用

随着动力电池和新能源汽车的需求爆发，锂电正极材料也正在快速迭代，其中三元材料逐渐成为动力电池的主流选择。目前三元材料中的镍钴锰成分分析多采用ICP分析方法，化学分析过程相对复杂、分析时间长、梯度稀释误差大。而马尔文帕纳科推出的X射线荧光光谱分析解决方案为您提供了应对这些问题的利器，具有前处理简单，效率高，使用便捷，无环境负担，分析结果稳定性好等优点。

马尔文帕纳科软包电池原位充放电衍射分析

马尔文帕纳科X射线衍射仪Empyrean采用穿透能力最强的银靶辐射，构建适用于软包电池测试的光路系统，可以对全封闭软包类型电池和工业原型电池样品直接进行原位老化过程分析，无需预先拆卸处理。

马尔文帕纳科电池研究的X射线分析解决方案

Empyrean X射线衍射仪用于电池充放电循环过程中原位X射线衍射测试，实时获得电池内部正负极材料的结构和物相变化信息，从而更好地理解电化学机理，并最终改进电池设计，提升电池性能。同时采用银靶辐射及市场上超高性能的硬射线探测器GaliPIX对纳电极材料进行对分布函数分析（PDF），研究钠在层状结构中的局部排序。