الكشف عن عنصري المراعية لمادة الكيمياء في البطاريات عن طريق التحليل الطيفي امتصاص الأشعة السينية اللينة، وتبعثر الأشعة السينية غير مرن رنانة

Summary

نقدم هنا، بروتوكولا لتجارب نموذجية لينة أطياف امتصاص الأشعة السينية (سكساس) وتبعثر الأشعة السينية الرنانة غير مرن (ريكسس) مع تطبيقات في دراسات المواد البطارية.

Abstract

تخزين الطاقة قد أصبحت أكثر وأكثر عاملاً يحد من تطبيقات الطاقة المستدامة اليوم، بما في ذلك المركبات الكهربائية والشبكة الكهربائية الخضراء استناداً إلى تقلبات الطاقة الشمسية والرياح والمصادر. الطلب الملحة لتطوير حلول التخزين عالية الأداء للطاقة الكهروكيميائية، أي، والبطاريات، وتعتمد على فهم أساسي والتطورات العملية من الأكاديمية والصناعة على حد سواء. التحدي الهائل المتمثل في تطوير تكنولوجيا البطارية النجاح ينبع من الاحتياجات المختلفة لتطبيقات تخزين الطاقة المختلفة. كثافة الطاقة والقوة، والاستقرار، والسلامة وبارامترات التكاليف كلها يجب أن تكون متوازنة في بطاريات لتلبية متطلبات التطبيقات المختلفة. ولذلك، تكنولوجيات البطارية متعددة استناداً إلى المواد المختلفة والآليات بحاجة إلى تطوير وتحسين. الأدوات الثاقبة التي يمكن مباشرة التحقيق في التفاعلات الكيميائية في مواد مختلفة من البطارية أصبحت حاسمة للنهوض بالمجال خارج عن النهج التقليدي في التجربة والخطأ. نقدم هنا، بروتوكولات مفصلة للتحليل الطيفي امتصاص الأشعة السينية اللينة (سكساس) والتحليل الطيفي انبعاث الأشعة السينية اللينة (سكسيس) الأشعة السينية غير مرن مدوية ونثر (ريكسس) التجارب، التي لا المسابير طبيعتها حساسة لعنصري لمرحلة انتقالية-المعدن الدول ف 2 3d وشاردة في المجمعات البطارية. نحن تقديم التفاصيل بشأن التقنيات التجريبية والكشف عن الدول الكيميائية الرئيسية في المواد البطارية من خلال تقنيات التحليل الطيفي بالأشعة السينية الناعمة هذه المظاهرات.

Introduction

تطوير بطاريات عالية الأداء أحد الشروط الحاسمة لتحقيق تطبيقات الطاقة الحديثة مع الموارد غير ضارة بيئياً والأجهزة. تطوير أجهزة تخزين الطاقة ذات الكفاءة العالية والمنخفضة التكلفة، والمستدامة أصبحت حاسمة بالنسبة للسيارات الكهربائية (EVs) والشبكة الكهربائية، مع توسيع سوق تخزين الطاقة المسقطة عشر مرات في هذا العقد. التكنولوجيا (LIB) بطارية ليثيوم أيون في كل مكان لا يزال مرشح واعدة لكثافة الطاقة عالية وقوة عالية الطاقة التخزين حلول¹، بينما بطاريات أيون Na (SIBs) وتبشر تحقيق التخزين منخفضة ومستقرة للشبكة الخضراء- ²من التطبيقات. ومع ذلك، المستوى العام للتكنولوجيا البطارية أقل بكثير ما مطلوب لتلبية الحاجة لهذه المرحلة الجديدة من منتصف إلى واسعة النطاق الطاقة تخزين^1،3.

ينشأ التحدي الملح لتطوير نظام تخزين الطاقة عالية الأداء من الخصائص الميكانيكية والإلكترونية المعقدة لعمليات البطارية. تركزت جهود واسعة النطاق في تجميع المواد وخواصها الميكانيكية. تطور الدول الكيميائية لعناصر معينة في أقطاب البطارية غير غالباً تحت النقاش النشط للمواد المطورة حديثا البطارية. بشكل عام، تعمل النقابة و SIBs مع تطور الدول الإلكترونية الناجمة عن نقل الإلكترونات والايونات أثناء عملية الشحن والتفريغ، مما يؤدي إلى الأكسدة والحد من تفاعلات (الأكسدة والاختزال) لعنصر محدد. كعنق الزجاجة للعديد من معايير الأداء، دفعت الزركونيم البطارية الكثير من الاهتمام في البحوث والتطورات^4،5. مادة كاثود بطارية عملية غالباً أكسيد (TM) معادن انتقالية 3d قنوات هيكلية خاصة لنشر أيون. تقليديا، ورد فعل الأكسدة يقتصر على عناصر الخرائط المواضيعية؛ بيد أن النتائج الأخيرة تشير إلى أن الأوكسجين ربما يمكن أن تستخدم في ركوب الكهروكيميائية عكسها⁶. إليه الأكسدة واحدة من أهم قطعة من المعلومات لفهم عملية الكهروكيميائية، ومرغوب فيه للغاية وبالتالي تحقيق مباشرة الدول الكيميائية من أقطاب البطارية مع مراعاة عنصري.

مطيافية الأشعة السينية على أساس السنكروتروني، لينة هو تقنية متقدمة تقوم بالكشف عن الدول إلكترون التكافؤ محيط مستوى فيرمي في البطارية المواد⁷. بسبب حساسية عالية للأشعة السينية اللينة يمكن أن تستخدم الفوتونات للإلكترونات لعنصر معين والتحليل الطيفي بالأشعة السينية المداري، لينة كتحقيق مباشرة الدول إلكترون الحرجة في أقطاب البطارية⁸، أو في الواجهات في البطاريات ⁹-وعلاوة على ذلك، بالمقارنة مع الثابت بالأشعة السينية، الأشعة السينية اللينة أقل في الجسيمات الطاقة وتغطي العناصر منخفضة-Z، مثلاً، ج، ن، س، ومن ف 2--إلى--الإثارة3d في 3d TMs¹⁰.

أولاً تشمل الجسيمات مطيافية الأشعة السينية اللينة انتقالات الإلكترون من دولة أساسية معينة إلى حالة غير مأهولة بامتصاص الطاقة من لينة الأشعة السينية الفوتونات. وهكذا يناظر كثافة لمثل هذا التحليل الطيفي امتصاص الأشعة السينية اللينة كثافة الدولة (DOS) الدول غير مأهولة (التوصيل-باند) مع وجود متحمس الأساسية-الثقوب. ويمكن قياس معامل امتصاص الأشعة السينية عن طريق الكشف عن العدد الإجمالي للفوتونات أو الإلكترونات المنبعثة أثناء عملية الاضمحلال. إلكترون إجمالي العائد (تي) حساب العدد الكلي للإلكترونات المنبعثة، وهكذا فهو وضع كشف (بو) فوتون-إلكترون-مغادرة. TEY قد عمق ضحل مسبار نانومتر عدة، وعليه فتراعي السطحية نسبيا، بسبب عمق ضحل الهروب من الإلكترونات. ومع ذلك، كطريقة الكشف عن فوتون-فوتون-مغادرة (PIPO)، تدابير fluorescence إجمالي العائد (طفى) العدد الإجمالي للفوتونات المنبعثة في عملية سكساس. عمق التحقيق حول مئات نانومتر، وهو أعمق من أن تي. نظراً إلى اختلاف في أعماق المسبار، التناقض بين تي وطفى يمكن أن توفر معلومات هامة لمقارنة بين المياه السطحية والجزء الأكبر من هذه المواد.

سكسيس أسلوب PIPO، المقابلة لانحلال الدولة خرجت لملء الحفرة الأساسية، مما يؤدي إلى انبعاث الأشعة السينية الفوتونات في الطاقات المميزة. إذا كان الإلكترون الأساسية هو متحمس للدولة إلكترون التواصل بعيداً من عتبة سكساس، أنها تعكس الأشعة سينية غير مدوية fluorescence عملية المقابلة لانحلال الإلكترونات المحتلة (التكافؤ-باند) الثقوب الأساسية، أي، سكسيس دوس الدول التكافؤ-الفرقة. خلاف ذلك، إذا هو متحمس الإلكترون الأساسية تنقل بالضبط على عتبة الاستيعاب، تتميز أطياف الانبعاثات الناتجة عن الاعتماد على الطاقة الإثارة قوية. لهذه الحالة، تتم الإشارة إلى تجارب التحليل الطيفي بالأشعة غير مرن رنانة نثر (ريكسس).

لأنه سكساس وسكسيس يتوافق مع غير مأهولة (التوصيل-باند) والدول المحتلة (التكافؤ-باند) الإلكترون، على التوالي، أنها تقدم معلومات تكميلية عن إلكترون الدول المشاركة في التفاعلات الأكسدة والحد في البطارية كهربائي عند العملية الكهروكيميائية¹¹. لعناصر من الألف إلى الياء منخفضة، سكساس ج^12،13،¹⁴من N، وس^15،16،17، وبخاصة تستخدم على نطاق واسع لدراسة الدول إلكترون الحرجة تقابل كلا الإلكترون نقل^12،13 والتراكيب الكيميائية^15،،من¹⁶¹⁷. ل 3d TMs، سكساس ل TM-الحواف بنجاح ثبت أن إجراء تحقيق فعال لتفاعلات الأكسدة والاختزال TM الخامس¹⁸، مينيسوتا^19،،من^2021،22، Fe^23،24،،من²⁵²⁶،^20،Co²⁷، ²³وني^20،28. نظراً للميزات سكساس TM-L يهيمن عليها أثر مولتيبليت محددة تحديداً جيدا، وحساسة إلى مختلف TM أكسدة^18،19،،من^{2021،22 ،،}من^2425،26،،من²⁷²⁸ وتدور الدول^14،29، يمكن تمكين البيانات سكساس TM حتى الكمية تحليل للأزواج TM الأكسدة والاختزال في أقطاب LIB ونظارة المصارف²⁷.

بالمقارنة مع توظيف شعبية سكساس للدراسات المادية البطارية، هو أقل كثيرا ما تستخدم ريكسس نظراً لتعقد كل من تجارب وتفسير البيانات للحصول على معلومات مفيدة تتعلق ب أداء البطارية¹⁰. ومع ذلك، سبب انتقائية ريكسس الكيميائية-الدولة مرتفعة للغاية، ريكسس يحتمل أن تحقيق أكثر حساسية لتطور الدولة الكيميائية في المواد البطارية مع مراعاة عنصري المتأصلة. قد عرضت سكسيس الأخيرة والتقارير ريكسس جياشاندران et al.، حساسية عالية من ريكسس إلى التكوينات الكيميائية المحددة في أنظمة أيون-المذيب يتجاوز^30،سكساس³¹. مع آخر التطورات السريعة ذات الكفاءة العالية ريكسس أنظمة^32،،من³³³⁴، ريكسس بسرعة تحول من أداة فيزياء أساسية لتقنية قوية للبحوث البطارية، وأحيانا يصبح أداة-من-الاختيار لإجراء دراسات محددة لتطور كل من الأيونات الموجبة وشاردة في المجمعات البطارية.

وقدم في هذا العمل، وبروتوكولات مفصلة من أجل سكساس سكسيس وتجارب ريكسس. نحن تغطي تفاصيل التخطيط التجريبية، والإجراءات التقنية لإجراء تجارب، والأهم من ذلك، معالجة البيانات لمختلف التقنيات الطيفية. علاوة على ذلك، ترد ثلاثة نتائج الممثل في دراسات المواد البطارية تثبت تطبيقات تقنيات التحليل الطيفي بالأشعة السينية هذه ثلاثة لينة. ونلاحظ أن التفاصيل التقنية لهذه التجارب يمكن أن تكون مختلفة في محطات نهاية مختلفة و/أو مرافق. بالإضافة إلى ذلك، قد التجارب في الموقع و خارج الموقع إجراءات الإعداد مختلفة جداً في التعامل مع العينة بسبب المتطلبات الصارمة لفراغ فائقة ل التحليل الطيفي بالأشعة السينية اللينة³⁵. ولكن البروتوكول هنا يمثل الإجراء النموذجي، ويمكن أن يكون مرجعاً مشتركاً لتجارب التحليل الطيفي بالأشعة السينية اللينة في مختلف النظم التجريبية في مرافق مختلفة.

Protocol

1-التخطيط التجريبية

ملاحظة: بينما يمكن أن يؤديها سكسيس مع معدات مختبر، سكساس وريكسس أساس السنكروتروني تجارب، الأمر الذي يتطلب الوصول إلى بيمتيمي مرفق السنكروتروني. يمكن أن تكون الإجراءات المتعلقة بتطبيق بيمتيمي وتجارب تشغيل مختلفة في مختلف المرافق، ولكن هم جميع اتباع إجراءات أساسية مماثلة.

1. فحص الموقع مرفق للدليل بيمليني (مثلاً، https://als.lbl.gov/beamlines/)، أو الاتصال بالعلماء المكلف beamline(s) المهتمة لتحديد بيمليني السليم للحاجة العلمية.
2. تقديم مقترحات بيمتيمي إلى مرفق و beamline(s) من مصدر الضوء المتقدم (المرض) من خلال نظام تقديم عبر الإنترنت في https://als.lbl.gov/users/user-guide/.
   ملاحظة: هذا الاقتراح بيمتيمي سيتم استعراض استناداً إلى سياسة مرفق السنكروتروني، وسيتم إخطار مقدمي الاقتراحات الناجحة مرفق لجدولة التجريبية.
3. لضوابط السلامة، وأكمل أي تدريبات السلامة اللازمة وفقا لمتطلبات هذا المرفق. تقرير عينات المواد الكيميائية والمعدات الخاصة اللازمة للتجارب، والحصول على عمليات التفتيش لضمان السلامة.
4. التوصل إليه قبل بيامتيمي للحصول على الأفكار الأساسية على الإعداد التجريبية وعينه تحميل، خاصة وأن المستخدمين الجدد إلى مرفق/بيامليني.

2. إعداد نموذج

1. تجميع عينات المواد التي تحرر والمصرف، ودورة اليكتروتشيميكالي لمختلف الدولة مقابل (شركة نفط الجنوب).
2. نفذ الخطوات التالية لعينات الهواء الحساسة:
   1. التعامل مع العينات حساسة للهواء دون التعرض للهواء، أي فتح حاويات العينات، وقطع العينات مع المقص والملقط إلى حجم المناسب النظام التجريبي في إطار بيئة غاز خامل.
   2. تحميل عينات بحجم مناسب على أصحاب العينة باستخدام الشريط موصلة على الوجهين تحت بيئة غاز خامل.
      ملاحظة: في حالة قياسها، واستخدام المعادن اللينة مثل الإنديوم الشائكة عينات مسحوق على حواف الكربون أو الأكسجين، لتجنب الخلفية ج وس الإشارات من المركبات العضوية في الشريط موصلة.
3. نفذ الخطوات التالية لعينات غير مراعية الهواء:
   1. قطع العينات لتتطابق مع حامل عينة محددة للنظم التجريبية.
   2. تحميل العينات مع الحجم المناسب على أصحاب العينة باستخدام الشريط موصلة على الوجهين. استخدام رقائق إنديوم إذا جمع إشارات الكربون والأكسجين لعينات السلطة.
4. للعينات في الموقع ، وإعداد العينات في الموقع مع الخلايا المحددة التي تنفذ عادة لينة الأشعة السينية الغشاء. تحقق من اتصالات الكهربائية وسلامة الخلية قبل شحنها إلى النظام التجريبي.
   ملاحظة: تفاصيل حول الخلايا في الموقع خارج نطاق هذا العمل، ولكن يمكن العثور عليها في المنشورات السابقة^35،،من³⁶³⁷.

3-تحميل وعينات لتحديد المواقع

ملاحظة: نظراً لاشتراط فراغ فائقة لتجارب التحليل الطيفي بالأشعة السينية اللينة، تحميل عينة عادة يأخذ خطوات متعددة للذهاب من خلال فراغ غرفة عازلة قبل الدخول إلى قاعة التجريبية الرئيسية.

1. توقف مضخات التفريغ وإغلاق صمام فراغ بين لوادلوك عينة والدائرة التجريبية الرئيسية، والتنفيس عن لوادلوك عينة، الذي عادة متصلة مباشرة بالنظام التجريبي مع الغاز₂ ن.
2. استخدم المنتزع عينة الصنع أو الملاقط كبيرة للاستيلاء على صاحب العينة وتحميله في لوادلوك.
3. بدء ضخ في لوادلوك. انتظر حتى يظهر مقياس الضغط فراغ منخفضة الفراغ ما يكفي لفتح في لوادلوك إلى الدائرة التجريبية الرئيسية، عادة حوالي منتصف 10^-7 ميلليمتر زئبق.
4. فتح صمام بين لوادلوك والدائرة الرئيسية. نقل صاحب العينة على المناول الرئيسي للدائرة الرئيسية باستخدام ذراع نقل.
5. فتح الصمام بين الدائرة التجريبية الرئيسية وبيامليني. تحديد بقعة الحزمة التي تبحث في عينة مرجعية مع الأسفار الضوء المرئي.
6. ضع العينة لشعاع الموضعية عن طريق تغيير إحداثيات مناور عينة من اندستيشن التجريبية.

4. قم بإعداد الطاقة الأشعة السينية والقرار

1. قم بتغيير قيم الشقوق monochromator بيمليني، من خلال برنامج الكمبيوتر أو مقبض تعديل يدوي، للتحكم في القرار الطاقة الشعاع الأشعة السينية الحادث.
2. تعيين طاقة شعاع الحادث إلى القيمة المطلوبة للوصول إلى حافة امتصاص العناصر المهتمة، مثلاً، eV 290 ج-ك، eV 530 ل حواف س-ك³⁸.
3. قم بتوصيل كابلات إشارة الأشعة السينية شعاع التمويه (I-0) جهاز العرض، وهو عادة تنظيف الذهب مش في مسار الشعاع.
4. إصلاح الآلية monochromator بيمليني وجمع كثافة الجريان شعاع عند الفجوة أوندولاتور. تحديد قيمة فجوة أوندولاتور خاصة للتمويه شعاع الحد الأقصى الممكن.
   ملاحظة: لأنه يتطلب سكساس طائفة كبيرة من الطاقة لحواف مختلفة، الأمثل من الفجوة أوندولاتور للحصول على تدفق شعاع الحد الأقصى الممكن ضروري غالباً.

5-جمع البيانات سكساس

ملاحظة: جمع البيانات سكساس العائد الإجمالي عن طريق تسجيل كثافة الإشارات الصادرة من العينة الحالية (تي) وعلى تشانيلترون أو الضوئي (طفى). عادة يتم جمع إشارات العائد جزئيا من خلال بوابة تشانيلترون وكاشف الحالة الصلبة. لأن إدخال نظام ريكسس هنا، ويغطي ريكسس جميع أنواع fluorescence جزئي تعطي إشارات (في)، بما في ذلك في وفي معكوس (إيبفي)، بروتوكول نموذجي تي فقط وهو وصف طفى جمع البيانات في هذه الدورة.

1. الاتصال العينة الحالية مكبر للصوت، وتغذية إشارة العينة الحالية (تي) لمكافحة الكمبيوتر.
2. بدوره على إمدادات الطاقة ووحدات تحكم تشانيلترون أو الضوئي، تغذية إشارة طفى العداد الكمبيوتر.
3. ابدأ جروجرام اقتناء البيانات سكساس ابفيف از التحكم الرئيسية للوصول إلى واجهة البرنامج (الشكل 2) ومن ثم انقر فوق الزر قائمة المسح | واحد مسح موتور (الشكل 2).
4. انقر فوق الزر قائمة إعداد المسح الضوئي (الشكل 3) لإعداد نطاق المسح من الحادث (بيمليني) الأشعة السينية حافة الفوتونات لمطابقة سكساس المهتمة، مثلاً، eV 280-300 للحافة ج-ك.
5. انقر فوق الزر بدء المسح الضوئي (الشكل 3) لتسجيل الإشارات كثافة من (ط) تي طفى (ثانيا)، (ثالثا) قنوات I-0 وفي نفس الوقت أثناء المسح الحادث الطاقة فوتون الأشعة السينية.
   ملاحظة: عادة ما سيكون هناك تحول قليل من eV عدة على الحادث الطاقة فوتون الأشعة السينية. لمعايرة، جمع البيانات سكساس من عينات مرجعية نموذجية واحدة أو أكثر قبل جمع عينات المواد البطارية.

6-جمع "البيانات ريكسس" وسكسيس

ملاحظة: نظراً لأن سكسيس من الناحية الفنية واحدة من ريكسس قص في نطاق الطاقة (عالية) غير رنانة، معدات جمع البيانات وعملية هي في جوهرها نفس.

1. جمع سكساس أولاً تحديد نطاق الطاقة الإثارة ومعايرة قيم الطاقة (راجع الخطوة 5 من البروتوكول).
2. بدوره على إمدادات الطاقة كاشف مطياف النظام سكسيس/ريكسس، وتهدئة كاشف الأشعة السينية اللينة للحد من الضوضاء الخلفية، كل توصيات الشركة المصنعة.
3. بدء تشغيل جروجرام اقتناء البيانات سكسيس/ريكسس ابفيف از التحكم الرئيسية للوصول إلى واجهة البرنامج (الشكل 4).
4. انقر فوق الزر قائمة المحركات (الشكل 4) لتعيين المعلمات البصرية من مرسمه طيف ذلك الجهاز ويغطي نطاق الطاقة العناصر المهتمة والحواف (الشكل 5).
5. انقر فوق الزر قائمة المسح الضوئي (الشكل 4) | تفحص أداة مكافحة التصحر (الشكل 6).
6. انقر فوق الزر قائمة إعداد المسح الضوئي (الشكل 6) لإعداد نطاق المسح من الحادث (بيمليني) الطاقة فوتون الأشعة السينية. إذا كان جمع سكسيس، تعيينها إلى قيمة واحدة من حوالي 20-30 eV فوق حافة امتصاص سكساس؛ شيء آخر، إذا جمع ريكسس، تعيين الحادث الطاقة الأشعة السينية (بيمليني) إلى مجموعة التي تغطي حافة امتصاص سكساس.
7. حدد رمز تطبيق عامل تصفية الأشعة الكونية (الشكل 6) لإزالة إشارات الأشعة الكونية من الصور 2D ريكسس الخام، حالما يتم جمعها من كاشف مرسمه طيف.
8. انقر فوق زر بدء المسح الضوئي (الشكل 6) لجمع الإشارات الأسفار، التي كانت ديفراكتيد والطاقة-تحل ببصري مقضب، في شكل صورة ثنائية الأبعاد بالكاشف في مرسمه طيف كل الطاقة الإثارة.

7-سكساس البيانات العملية

ملاحظة: تتم معالجة البيانات التجريبية، بما في ذلك سكساس كذلك سكسيس وريكسس، في برنامج برو إيغور.

1. تطبيع سكساس تي وطفى إشارات إلى إشارات I-0 التي يتم جمعها في وقت واحد.
2. حساب الخطأ الطاقة بين سكساس جمع العينات المرجعية مع المعيار؛ معايرة إشارات سكساس بتحويل الطاقات وفقا للخطأ الطاقة المحسوبة.

8-سكسيس و "عملية البيانات ريكسس"

1. دمج كثافة الصورة 2D الخام بتلخيص التهم فوتون على طول قنوات الطاقة الانبعاثات ضبط زاوية لإنشاء سكسيس واحد أو الطيف ريكسس.
2. تطبيع الطيف ريكسس د 1 متكامل على حد سواء الحادث شعاع التمويه رصد في الوقت الحقيقي أثناء جمع البيانات، وجمع الوقت (بالثواني).
3. ارسم الطيف د 1 تم تسويتها في تحجيم لون الشكل.
4. لبيانات ريكسس، كرر الخطوات من 8.1 8.3 لكل طاقة الإثارة للحصول على سلسلة من الأطياف ريكسس د 1 على قنوات الطاقة الانبعاثات؛ ثم، المكدس كل لون تحجيم د 1 ريكسس الأطياف واحداً تلو الآخر إلى خريطة صورة ثنائية الأبعاد، مع محور واحد على طول الطاقة الإثارة، ومحور آخر عرض قنوات الطاقة الانبعاثات.
5. معايرة قيم الطاقة الإثارة من الطيف سكسيس أو ريكسس خرائط باستخدام معايرة سكساس، عادة عن طريق عينات مرجعية (راجع الخطوة 7، 2 من البروتوكول).
6. حدد مجموعة من النقاط (x = رقم قناة y = قيمة الطاقة) على طول ميزات مرنة على خريطة ريكسس، حيث طاقات الإثارة والانبعاثات هي نفسها؛ إجراء خطي المنحنى المناسب مع المجموعة من النقاط لتحقيق قيمة الطاقة رسميا كل قناة؛ ووفقا للعلاقة، إعادة تحجيم المحور x من القناة للطاقة.

النتائج

الشكل 1يبين حامل العينات وعينات تم لصقها. الشكل 7 هو صورة ريكسس نموذجية جمعت في الطاقة إثارة خاصة مع مطياف لحواف المهتمة. الصورة التي تظهر هنا تم جمعها على مادة قطب بطارية، ليني_0.33Co_0.33Mn_0.33س₂، مع إثارة الطاقة 85...

Discussion

التحدي الهائل المتمثل في تحسين أداء الطاقة تخزين المواد يتطلب تحقيق أوجه تقدم الأدوات الثاقبة لمباشرة التحقيق التطورات الكيميائية في المركبات البطارية عند تشغيل الكهروكيميائية. لينة مطيافية الأشعة السينية الأساسية-المستوى، مثل سكساس وسكسيس ريكسس، أداة لاختيار للكشف عن دول التكافؤ الح...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Material
Electrode active materials	various		Synthesized in-house or obtained from various suppliers.
Lithium foil	Sigma-Aldrich	320080	Anode for half cells. Store and handle in an inert atmosphere glovebox under Ar. (www.sigmaaldrich.com)
Sodium foil	Sigma-Aldrich	282065	Anode for half cells. Store and handle in an inert atmosphere glovebox under Ar. (www.sigmaaldrich.com)
Electrolyte solutions	BASF	Contact vendor for desired formulations	http://www.catalysts.basf.com/p02/USWeb-Internet/catalysts/en/content/microsites/catalysts/prods-inds/batt-mats/electrolytes
Synthetic flake graphite	Timcal	SFG-6	Conductive additive for electrodes. (www.timcal.com)
Indium foil	Sigma-Aldrich	357308	Used if collecting Carbon and Oxygen signals of power samples
Argon gas	Air Products	Custom order, contact vendors	Argon used to fill glovebox where to assemble and store air-sensitive samples. (http://www.airproducts.com/products/gases.aspx)
Eqiupment
CCD	iKon-L	DO936N	Used to capture the emission photons when carrying out the sXES or RiXS experiment (http://www.andor.com/scientific-cameras/ikon-xl-and-ikon-large-ccd-series/ikon-l-936)
Inert atmosphere glovebox	MBRAUN	MB200B	Used during air-sensitive samples assembly and storage. (http://www.mbraun.com/products/glovebox-workstations/mb200b-mod)
Battery Charge & Discharge Tester	Bio-Logic	VMP3	Used to electrochemical cycling of battery materials. (https://www.bio-logic.net/en/)
Swagelok cell	MTI	EQ-HSTC	Used to contain the battery for electrochemical cycling
Sample holder	manufactured in lab		Used to hold the samples in the experiment
Hardware tools	various		Including tweezers, scissors (used to assemble samples), tongs (used to transfer sample holders), etc.
Carbon and Copper tape	3M	Custom order, contact vendors	Used to paste the samples onto sample holders
Igor Pro	WaveMetrics	7.06	Used to process the experiment data. (https://www.wavemetrics.com/index.html)