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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 关于三元材料XRD的一些问题
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Snow LGF

新虫 (初入文坛)

[求助] 关于三元材料XRD的一些问题已有5人参与

1、关于文献当中的三元材料峰强，到底是峰的高度还是峰的面积？
2、对于三元材料，为什么（003）/（104）的值大于1.2 就是混排不严重？
3、对于三元材料，为什么(006, 102) 和 (108, 110)分裂就是层状结构的象征？
以上问题求各位大神回答，文献看吐了都没有找到答案，全都是直接引用这些结果，但是老板又次次汇报都问我，我都快哭了。。。。 @Gamry-电化学
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1楼2016-11-06 16:13:05
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

温ming

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
louderbe: 金币+1 2016-11-08 09:04:17
Snow LGF: 金币+20, ★★★很有帮助 2016-11-10 09:21:14
1. 衍射峰强度比

应该是积分面积，但是通常是用最大强度来计算。这一点同意ywuweizi的说法。

2. （003）/（104）衍射峰强度比

在材料本身没有明显的择优取向的情况下，（003）晶面是过渡金属堆积的面，（104）晶面是Li/TM均匀分布的面。按照X射线衍射理论，重原子的散射能力更强。所以（003）衍射峰的强度在理想情况下应该明显强于（104）衍射峰。如果（003）晶面混有Li原子，就会使（003）衍射峰降低，导致两个衍射峰的强度比下降。

3. （006）/（102）、（108）/（110）两组峰对的分离

这两对衍射峰是非常接近的，因为对应的晶面间距很接近。在理想层状结构中，两对衍射峰在XRD中是能够明显分离；如果层状结构遭到破坏，它们对应的晶面间距更加接近，对应的峰位也会靠近，导致衍射峰无法分辨。
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有事先百度
5楼2016-11-06 18:50:34
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ywuweizi

版主 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
louderbe: 金币+1 2016-11-07 13:35:16
1、关于文献当中的三元材料峰强，到底是峰的高度还是峰的面积？
严格说是积分面积，通常是高度比
2、对于三元材料，为什么（003）/（104）的值大于1.2 就是混排不严重？
小于1.2，混排严重，电化学性能差。一般来说，比值越大越好。
3、对于三元材料，为什么(006, 102) 和 (108, 110)分裂就是层状结构的象征？
两对峰分裂明显，暗示层状结构完整，结晶度高
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2楼2016-11-06 16:18:06
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916853152

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
低调小弟: 金币+1 2016-11-24 19:15:55
楼上的回答都挺好的，其实（003）/(104)根本上主要是由于I（003）与d(003)相关,由于Ni（56A）的离子半径小于Li（76A），所以当Ni进入Li层，会造成d(003)的降低，表现为I(003)/(014)相对要低，至于>1.2的值，其实是个计算值，实际上这个比值主要在判断材料的结晶性上，当烧制温度较低时，晶体结晶性较低，衍射峰强度弱，层状不完整，Ni分布在锂层，所以材料性能较差。
(006, 102) 和 (108, 110)的分裂也是由于结晶性的问题，但是楼主千万不要以为这些值是个关键问题，当使用光源较强的X衍射仪，衍射峰也会非常符合以上指标，上面的指标只能是个说明层状材料的必要条件（有时候也不是），可以初步判断材料的性能优劣。
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12楼2016-11-08 08:51:22
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lliang157

木虫 (著名写手)
★
低调小弟: 金币+1 2016-11-24 19:15:39
引用回帖:
9楼: Originally posted by xmq135828 at 2016-11-07 22:03:19
104晶面是Li/TM均匀分布的面
是有文献明确提出过吗？
求教...

For the layered rhombohedral structure, if we define foct1 as the average atomic-scattering power at the lithium octahedral sites, foct2 as the average atomic-scattering power at transitionmetal octahedral sites, and fO as the atomic-scattering power of oxygen that builds up the skeleton, then the structural factors for the rhombohedral-(003)R and (104)R peaks can be calculated, respectively, as (3foct1– 3foct2– 1.1fO), and (3foct1 + 3foct2 + 5.8fO). The migration of transition metals from their own layer
to the lithium layer greatly increases foct1 due to the much larger atomic-scattering power of the transition metals. Since
the foct1 and foct2 have opposite signs for the (003)R peak, the increased foct1 will reduce significantly the amplitude square of
Fhkl. In contrast, foct1 and foct2 have the same signs in the structure factor of the (104)R peak, and therefore, the increase of foct1 will engender an increase in the amplitude square of Fhkl for the (104)R peak. This is the origin of using the intensity ratio of the (003) to (104) peaks to indicate the degree of cation mixing (transition metals in lithium-layer sites). During the initial stage of heating, the reducing intensity ratio of the (003)R to (104)R peaks in the TR-XRD patterns clearly denotes the migration of
transition metal cations into the lithium layers where vacancies had been created during the overcharge process
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13楼2016-11-23 14:41:13
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lliang157

木虫 (著名写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by xmq135828 at 2016-11-07 22:03:19
104晶面是Li/TM均匀分布的面
是有文献明确提出过吗？
求教...

104晶面
关于三元材料XRD的一些问题
003104.PNG
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20楼2016-12-01 17:09:24
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lliang157

木虫 (著名写手)
引用回帖:
21楼: Originally posted by xmq135828 at 2016-12-01 19:35:20
感谢，如果能提供出处就更好了...

Nickel-Rich Layered Lithium Transition-Metal Oxide for High-Energy Lithium-Ion Batteries
Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4440 – 4457
引用该文献中的图
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骑蜗牛上路
23楼2017-03-08 14:32:51
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zengzh1653

新虫 (初入文坛)
请问哪位专家能具体描述一下三元材料烧结结晶的过程吗？

发自小木虫Android客户端
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24楼2017-03-09 19:12:13
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普通回帖

Snow LGF

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by ywuweizi at 2016-11-06 16:18:06
1、关于文献当中的三元材料峰强，到底是峰的高度还是峰的面积？
严格说是积分面积，通常是高度比
2、对于三元材料，为什么（003）/（104）的值大于1.2 就是混排不严重？
小于1.2，混排严重，电化学性能差。一般来 ...

谢谢你的回复，可是我觉得这回复还是现象，我想知道最根本的原因
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3楼2016-11-06 16:29:27
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ywuweizi

版主 (著名写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by Snow LGF at 2016-11-06 16:29:27
谢谢你的回复，可是我觉得这回复还是现象，我想知道最根本的原因...

查看文献吧，都有说明
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4楼2016-11-06 16:54:33
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Snow LGF

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 温ming at 2016-11-06 18:50:34
1. 衍射峰强度比

应该是积分面积，但是通常是用最大强度来计算。这一点同意ywuweizi的说法。

2. （003）/（104）衍射峰强度比

在材料本身没有明显的择优取向的情况下，（003）晶面是过渡金属堆积的面，（1 ...

啊！谢谢谢谢！请问有没有具体的文献说明的呢？我想再了解地更仔细一些！
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6楼2016-11-06 19:42:10
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温ming

木虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by Snow LGF at 2016-11-06 19:42:10
啊！谢谢谢谢！请问有没有具体的文献说明的呢？我想再了解地更仔细一些！...

文献你就从网上搜吧，可以找一些LiCoO2的，应该更多人研究过，原理是类似的。
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有事先百度
7楼2016-11-06 20:00:44
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niaozhude

铁虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
典型的就是钴酸锂的文献，其余的三元材料本质是对钴酸锂的掺杂研究，研究的很多
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8楼2016-11-07 10:06:47
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 温ming at 2016-11-06 18:50:34
1. 衍射峰强度比

应该是积分面积，但是通常是用最大强度来计算。这一点同意ywuweizi的说法。

2. （003）/（104）衍射峰强度比

在材料本身没有明显的择优取向的情况下，（003）晶面是过渡金属堆积的面，（1 ...

104晶面是Li/TM均匀分布的面
是有文献明确提出过吗？
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9楼2016-11-07 22:03:19
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xmq135828

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
对于问题2，楼主可以去看看一些涉及掺杂做了结构精修的文献，里面会给出具体的Li/Ni disordering值
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10楼2016-11-07 22:06:47
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