في الموقع حيود الأشعة السينية
بناءً على قانون براغ، في الموقعحيود الأشعة السينيةيمكن استخدام (زرد) لمراقبة تغير الطور ومعلمات الشبكة في واجهة القطب أو القطب الكهربائي في الوقت الفعلي أثناء دورة تفريغ الشحن للبطارية. فهو يوفر منظورًا مهمًا ودعمًا للبيانات لمزيد من الدراسة لتشغيل البطارية وآلية الفشل.
اعتمادًا على موضع مجمع إشارة الأشعة السينية بالنسبة لمصدر الأشعة السينية الحادث، هناك تصميمان رئيسيان لأجهزة زرد في الموقع: العاكسة والمرسلة.
تستخدم المختبرات التقليدية عادة أجهزة عاكسة (مثل تلك المذكورة أعلاه (أ)) حيث توجد الأشعة السينية الساقطة على نفس الجانب من البطارية مثل مجمع الإشارة، وبالتالي فإن الإشارة المجمعة تكون بشكل أساسي من سطح القطب الكهربائي المعرض للبطارية. الأشعة السينية.عادةً ما تأتي الأشعة السينية المنبعثة من زرد في الموقع (كما هو موضح في الشكل (ب)) من مصادر إشعاع السنكروترون، ولها كثافة عالية للغاية، ويمكن أن تخترق البطارية بأكملها مباشرة، وتحسن بشكل كبير نسبة الإشارة إلى الضوضاء وسرعة الحصول على الإشارة . يعتمد الأداء الكهروكيميائي للبطارية ذات الحالة الصلبة بشكل أساسي على أداء الإلكتروليت الصلب وواجهته مع القطب، وبالتالي فإن التوليف والتوصيف الذي يمكن التحكم فيه للإلكتروليت الصلب له أهمية كبيرة لتطوير بطارية الحالة الصلبة بالكامل.
1. استخدم فريق ستيفان آدامز في جامعة سنغافورة الوطنية إشعاع السنكروترون في الموقعزردلمراقبة عملية التوليف ذات درجة الحرارة العالية لـ تأخر، وهو إلكتروليت صلب نموذجي من ناسيكون، ووجدت أنه يمكن دمج الألومنيوم بشكل فعال في إل جي بي فقط عند تلبيده عند درجة حرارة 800 درجة مئوية لفترة طويلة بما فيه الكفاية. وبالتالي، يتم الحصول على إلكتروليت صلب تأخر ذو طور نقي مع موصلية أيونية أعلى، ويتسبب التلبيد بدرجة حرارة أعلى (على سبيل المثال 950 درجة مئوية) في إزالة الطبقة الخارجية من جسيمات تأخر وظهور طور غير نقي.
سافاناما د، شارما ن، راو آر بي، وآخرون. التطور الهيكلي لنوع ناسيكون لي 1+ x آل x جي 2− x (ص 4) 3 باستخدام حيود مسحوق الأشعة السينية السنكروترونية في الموقع [J]. مجلة كيمياء المواد أ، 2016، 4(20): 7718-7726.
2. قام صن شيويليانغ وآخرون، من جامعة ويسترن أونتاريو، كندا، بدراسة استقرار المنحل بالكهرباء الصلب الهاليد Li3InCl6 في الهواء باستخدام إشعاع السنكروترون.زرد في الموقعوبنية امتصاص الأشعة السينية القريبة من الجانب (XANES) في الموقع، وما إلى ذلك، وكشفت عن آلية تدهور التوصيل الأيوني بسبب امتصاص الماء.
لي دبليو، ليانغ جي، لي إم، وآخرون. الكشف عن أصل ثبات الرطوبة في إلكتروليتات الحالة الصلبة الهاليدية من خلال تقنيات تحليل الأشعة السينية السنكروترونية في الموقع والتشغيل [J]. كيمياء المواد، 2020، 32(16): 7019-7027.
3. مواد القطب السالبة. استخدم فريق نيراج شارما في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا إشعاع السنكروترون زرد في الموقع لدراسة نصف البطارية الرقيقة المعتمدة على المنحل بالكهرباء الصلب ليبون، وقاموا بمراقبة عملية تحويل ليثيوم البزموت تدريجيًا إلى البزموت أثناء الشحن في الوقت الفعلي.
Goonetilleke D، شارما N، كيمبتون J، وآخرون. نظرة ثاقبة لتشكيل سبائك الليثيوم في بطاريات الليثيوم ذات الأغشية الرقيقة ذات الحالة الصلبة بالكامل [J]. الحدود في أبحاث الطاقة، 2018، 6: 64.
إن زرد في الموقع، وخاصة زرد للإرسال في الموقع استنادًا إلى مصدر إشعاع السنكروترون، عبارة عن تقنية مراقبة في الوقت الفعلي غير متصلة وغير مدمرة، وتستخدم بشكل أساسي لدراسة التغيرات في الطور أوالهيكل البلوري أقطاب بطارية الحالة الصلبة أو إلكتروليتات الحالة الصلبة تحت حالات الشحن والتفريغ المختلفة، بالإضافة إلى التغيرات الناتجة عن دورة الشحن والتفريغ المستمرة. يمكن الكشف بعمق عن آلية الشحن والتفريغ وآلية فشل بطارية الحالة الصلبة.
ومع ذلك، نظرًا لندرة موارد إشعاع السنكروترون، لا يمكن إجراء معظم تجارب زرد في الموقع إلا عن طريق المسح الانعكاسي من خلال معدات زرد التقليدية في المختبر، مما يقلل بشكل كبير من كمية ودقة المعلومات التي يمكن الحصول عليها، ويطيل بشكل كبير وقت المسح المطلوب، ويتطلب تصميمًا جيدًا للبطاريات الموجودة في الموقع نظرًا للقيود المفروضة على عمق اكتشاف زرد التقليدي.