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X射線吸收譜技術分析電池正負極材料的特性

來源：測試GO 時間：2022-07-20 13:52:37 瀏覽：3670次

X射線吸收精細結構（X-ray absorption fine structure，XAFS），也叫X射線吸收譜（X-ray absorption spectroscopy，XAS），是一種基于同步輻射光源、研究材料局域原子或電子結構的一種有力工具，廣泛應用于催化、能源、納米等熱門領域的譜學表征。

同步輻射吸收譜

在國家碳中和碳達峰戰略的支持下，新能源是一項極具應用前景的領域，同時對新能源材料的安全性也有了更高的要求，而電能儲存的發展離不開XAFS譜學表征。X射線吸收近邊結構（XANES）作為一種有力的表征，可在不同的細節水平上研究電池材料的電子特性。例如，常規方法使用XANES評估電池材料在循環過程中的氧化還原可逆性；此外，許多XANES的例子也表明其可解決更復雜的形態研究，包括鎳鈷鋁氧化物正極材料的鋰化動力學，辨別在鋰錳尖晶石電極中的可溶錳離子，評估鋰硫電池中硫化物沉淀和活性物質利用不足的情況，并作為研究鋰硫電池的次優容量的重要依據。

這種可以在不改變鋰電池包結構或使用與快速充電應用相關的時間分辨技術下進行原位分析的技術，可以用來評估一些模型系統的充放電和健康狀態。與傳統同步加速器相比反饋速度更快，如帶有多價電荷載體的電池或負離子氧化還原機制，在這些模型中電荷轉移位點通常是不明確的。作為未來的發展方向, 基于實驗室的XAFS研究模式可以作為電池退化機制研究的一個有用研究模型（其通常需要頻繁和長期的XAFS分析和監測），加速新材料的發現和LIBs的操作模式的改進。

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