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事例紹介太陽電池・リチウムイオン電池関連 事例

事例23 | 最先端分析(放射光XAFS,Cs‐STEM)

大型放射光施設を利用した分析が可能。収差補正STEMより原子レベルの観察および分析が可能。 どちらの分析も大気非暴露分析も可能。

三元系正極のXAFS分析

Mn‐k XANESスペクトル Ni‐k XANESスペクトル Co‐k XANESスペクトル
Mn‐k XANESスペクトル
Ni‐k XANESスペクトル
Co‐k XANESスペクトル
     
Mn‐k XPSスペクトル Ni‐k XPSスペクトル Co‐k XPSスペクトル
Mn‐k XPSスペクトル
Ni‐k XPSスペクトル
Co‐k XPSスペクトル

・XPSでは充放電に伴うMn,Ni,Coの状態変化を捉える事が出来なかったが、XANESスペクトルでは充電に伴う状態変化が確認された。(ピークが高エネルギー側にシフト⇒価数の増加を確認)

XAFSは金属の僅かな構造変化を捉える事が出来ます。


三元系正極のCs-STEM/EELS分析

DF-STEM像 DF-STEM像
Mn-L2,3のEELSスペクトル
Mn-L2,3のEELSスペクトル
DF‐STEM像
EELSカラムマッピング
DF‐STEM像
構造モデル
構造モデル

・EELSカラムマッピングによって,Ni,Mn,Co及び酸素から成る層状岩塩構造を確認した。
・高分解能EELS分析により,活物質表層~内部におけるMnの価数変化(2価~4価)を確認した。

Cs-STEMは原子の直接観察(散乱電子の格子像撮影)や高分解能EELSを取得出来ます。

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