马尔文帕纳科电池研究的X射线分析解决方案

  • 应用领域:电池/电源
  • 检测样品: 锂电池
  • 检测项目:电化学性能
  • 参考标准:原位X射线衍射研究

方案摘要

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。

方案详情


从化石燃料向可持续能源的转变越来越重要,对大规模电化学储能的需求也越来越多。现在任何便携式电子设备和电动汽车中都有锂离子电池。虽然锂提供了大部分目前可用的电极材料,但地球上可用的锂仍然很少,因此使用替代元素,例如钠或镁,正迅速成为科学界高度关注的研究方向。

          Empyrean.png              Battery charge-discharge principle.png


现在,使用Empyrean X 射线衍射仪可以对电池样品进行深入的结构分析,揭示电池研究特有的过程现象的科学本质,从而更好地理解电化学机理,并最终改进电池设计。


充放电过程中的相变:原位X射线衍射研究


对一块LNMC商用方型电池进行充放电循环时,可以使用银靶辐射在循环时对该电池进行原位X射线衍射测试,获得循环中电池内部正负极材料的物相变化信息。

in situ charge and discharge test.png

商用方型电池的原位充放电XRD测试结果


原子周边局域化结构及短程排序信息:原子对分布函数分析


使用银靶辐射对Na2/3[Mn1/2Fe1/2]O2 电极材料进行PDF分析,可以研究钠在层状结构中的局部排序。

cathode PDF.png


GaliPIX3D——市场上超高性能的硬射线探测器


CdTe重元素半导体探测芯片

60微米像素

501×465像素矩阵

GaliPIX and anode material.png

两个完整的充放电循环中电极材料的变化过程。8.5度和17度分别是LiNMC (003)(101)衍射峰.12度是石墨的(002)衍射峰。


不同类型电池样品的解决方案一览



纽扣电池

软包电池

方型电池

电化学样品台

图示

coin cell.PNGPouch cell.PNGPrismatic cell.PNGElectrochemical stages.PNG

马尔文帕纳科解决方案

coin cell_.PNGPouch cell_.PNGPrismatic cell_.PNGElectrochemical stages_.PNG

辐射靶材

铜靶,钼靶

银靶

银靶

铜靶,钼靶

光路几何

反射几何

透射几何

透射几何

反射几何

样品台

旋转样品台或原位电池壳

程控Z轴样品台

程控Z轴样品台

程控Z轴样品台

样品尺寸

20毫米直径或其他

无标准要求

Max厚度4-5毫米

Max工作电极尺寸约10毫米


无论您是对电池材料表征还是探索内部结构的原位充放电研究感兴趣,马尔文帕纳科将您理想的合作伙伴并给您提供专业的解决方案。


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