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材料在a轴方向上的会发生持续的收缩
2019-12-23 08:32  新华科技网    我要评论(www.itnewsw.com)

材料在a轴方向上的会发生持续的收缩

 

为了更好的分析材料相变过程,作者采用原位XRD的方法对材料在充电过程中的晶体结构变化进行了分析(结果如下图所示),其中(003)衍射峰位置的变化主要反应的是晶胞在c轴方向上的变化,而(110)衍生峰的位置主要反应的是晶胞在a轴方向上的变化。从(003)衍射峰的位置变化可以看到,材料在c轴方向上的晶胞尺寸首先发生缓慢的膨胀,随后开始收缩,而晶胞在c轴方向上的收缩量与材料中Ni含量之间有着密切的关系,随着Ni含量的增加,材料在c轴方向上的收缩量也明显增加。从下图b可以看到材料在a轴方向上的会发生持续的收缩。

材料在a轴方向上的会发生持续的收缩

 

下图a和b为作者根据上述的原位XRD数据计算得到的材料在a轴和c轴方向上的晶胞体积变化,从下图a和b中能够看到,在充电的过程中所有材料在a轴方向上的收缩几乎都是同步的,最终收缩都在2.1%左右,但是在c轴方向上不同材料的体积收缩存在显著的差距,对于NCM622材料其在c轴方向上的收缩仅为2.6%,而NCM950.250.25材料在c轴方向上的收缩则达到了6.9%。

Ni含量不仅会对材料的晶胞尺寸产生影响,还会对材料的相变产生影响,计算显示对于NCM622和NCM811材料在充电到4.0V以上时仍然为单相结构,而NCM90.50.5材料和NCM950.250.25材料在4.15V以上时就呈现出了两相混合的状态。

责任编辑:相东升

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