Summary
Nós descrevemos o projeto e construção de uma célula eletroquímica para o exame de materiais de eletrodos utilizando in situ de difracção de neutrões (NPD). Nós comentar brevemente alternativo em projetos de celulares NPD situ e discutir métodos de análise do correspondente em dados da NPD situ produzidos usando esta célula.
Abstract
As baterias Li-ion são amplamente utilizados em dispositivos eletrônicos portáteis e são considerados como candidatos promissores para aplicações de alta energia, como veículos elétricos. 1,2 No entanto, muitos desafios, como a densidade de energia da bateria e tempo de vida, precisam ser superados antes que este particular tecnologia de bateria pode ser amplamente aplicada em tais aplicações. 3 Esta pesquisa é um desafio, e nós delinear um método para lidar com esses desafios usando em NPD situ para sondar a estrutura cristalina dos eletrodos submetidos a ciclagem eletroquímica (carga / descarga) em uma bateria. Dados da NPD ajudar a determinar o mecanismo estrutural subjacente responsável por uma gama de propriedades de eletrodos, e essa informação pode direcionar o desenvolvimento de melhores eletrodos e baterias.
Fazemos uma breve revisão seis tipos de bateria projeta para experimentos NPD e detalhadamente o método para construir a célula 'roll-over "que temos feito por encomendautilizado com sucesso na alta intensidade instrumento NPD, WOMBAT, da Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear (ANSTO). As considerações de design e materiais utilizados para a construção de células são discutidas em conjunto com os aspectos do real no experimento NPD situ e orientações iniciais são apresentados sobre a forma de analisar tal complexo de dados in situ.
Introduction
Baterias de lítio recarregáveis fornecer energia portátil para a eletrônica moderna e são importantes em aplicações de alta energia, como veículos elétricos e como dispositivos de armazenamento de energia para geração de energia renovável em grande escala. 3-7 Uma série de desafios permanecem para obter um uso disseminado de recarregável baterias em veículos e em grande escala de armazenamento, incluindo densidades e segurança de energia. O uso de métodos in situ para sondar a função da bateria atômica e molecular escala durante a operação estão se tornando cada vez mais comum como as informações obtidas nesses experimentos pode direcionar métodos para melhorar a bateria materiais existentes, por exemplo, a identificação de possíveis mecanismos de falha, 10/08 e revelando estruturas cristalinas que podem ser considerados para a próxima geração de materiais. 11
A meta principal do NPD em situ é investigar a evolução da estrutura cristalina dos componentes dentro de uma bateriacomo uma função de carga / descarga. A fim de medir a evolução da estrutura cristalina dos componentes deve ser cristalino, que concentra os estudos sobre eletrodos cristalograficamente-ordenada. É nos eletrodos que o portador de carga (lítio) é inserido / extraído e tais mudanças são seguidos por NPD. In situ NPD oferece a possibilidade de "controlar" não só o mecanismo de reação e parâmetro de rede evolução dos eletrodos, mas também a inserção / extracção de lítio a partir dos eléctrodos. Essencialmente, o portador de carga em baterias de lítio-íon pode ser seguido. Isso dá uma visão centrada no lítio da função da bateria e foi recentemente demonstrado em apenas alguns estudos 11-13.
NPD é uma técnica ideal para analisar materiais contendo lítio e baterias de lítio-íon. Isto é porque NPD baseia-se na interacção entre um feixe de neutrões e a amostra. Ao contrário de difracção de raios X em pó (XRD), onde a interacçãoda radiação de raios-X é predominantemente com os electrões da amostra e, portanto, varia de forma linear com número atómico, no NPD a interacção é mediada por interacções de neutrões-núcleos que resultam numa variação mais complexa e aparentemente aleatória com número atómico. Deste modo, in situ NPD é particularmente promissora para o estudo de materiais de bateria de iões de lítio, devido a factores tais como a sensibilidade da NPD direcção átomos de lítio, na presença de elementos mais pesados, a interacção não-destrutiva de neutrões com a bateria, e a alta profundidade de penetração de neutrões que permitem a análise da estrutura de cristal grandes quantidades dos componentes da bateria dentro de baterias inteiros do tamanho usado em dispositivos comerciais. Portanto, in situ NPD é particularmente útil para o estudo das baterias de lítio como um resultado destas vantagens. Apesar disso, a absorção de experiências em NPD in situ por parte da comunidade bateria de pesquisa tem sido limitado, representando apenas 25 publicações pecadoce o primeiro relato de uso no NPD situ para pesquisa de bateria em 1998. 14 O recurso limitado é devido a alguns grandes obstáculos experimentais, tais como a necessidade de ter em conta a grande seção transversal de espalhamento de nêutrons incoerente de hidrogênio nas soluções eletrolíticas e separador na bateria, o que é prejudicial para o sinal NPD. Isso é muitas vezes superar substituindo com deuteradas (2 H) soluções de eletrólitos e substituir o separador com materiais pobres alternativa livre de hidrogênio ou. 15 Outro obstáculo é a necessidade de ter de amostra suficiente no feixe de nêutrons, uma exigência que muitas vezes requer o uso de eléctrodos mais espessas que por sua vez limita a taxa de carregamento / descarga máxima que pode ser aplicada para a bateria. Uma preocupação mais prático é o número relativamente pequeno de difractómetros mundiais de nêutrons em relação ao difractómetros de raios-X, e suas capacidades - por exemplo, tempo e resolução angular. Como novo diffractome nêutronsters vieram em linha e os obstáculos acima referidos superar, em experimentos in situ NPD têm crescido em número.
Existem duas opções para a realização de experimentos em NPD situ, usando células comerciais ou personalizados. Células comerciais têm sido demonstrados para revelar a informação estrutural, incluindo a evolução do teor de lítio e de distribuição em eléctrodos. 8-11,16-20 No entanto, utilizando células comerciais limita o número de eléctrodos que podem ser estudadas para aqueles que já estão disponíveis comercialmente, e onde fabricantes ou selecione instalações de pesquisa estão envolvidos para produzir células de tipo comercial com materiais ainda não-comercializados. A produção das células de tipo comercial está dependente da disponibilidade de quantidades suficientes de material de eléctrodo para o fabrico de células, tipicamente da ordem dos quilogramas, e significativamente maior do que a utilizada na investigação da bateria, que pode ser uma barreira para a produção de células. Células comerciais typically apresentam dois eletrodos que evoluem durante a carga / descarga e da evolução de ambos os eletrodos serão capturados nos padrões de difração resultantes. Isto é porque o feixe de neutrões é altamente penetrante e pode penetrar nas células de lítio-iões simples (por exemplo, todo o volume de 18.650 células). A evolução dos dois eléctrodos pode tornar a análise dos dados complicado, mas se são observadas reflexões de Bragg suficientes de ambos os eléctrodos estes podem ser modeladas utilizando métodos padrão de pó-inteiros. No entanto, as células meia feitos por medida podem ser construídos em que um eléctrodo é de lítio e não deve alterar estruturalmente durante a carga / descarga e, portanto, actuar como um (ou outro) padrão interno. Isso deixa apenas um eletrodo que deve apresentar uma mudança estrutural, simplificando a análise de dados. Também deve-se tomar cuidado para garantir que todas as reflexões de eletrodos de interesse não se sobrepõem com as reflexões de outros componentes submetidos a uma mudança estrutural na célula. O anúnciode vista de um celular feito sob medida é que os componentes podem ser trocados para alterar posições reflexão nos padrões de difração. Além disso, as células feitos por medida permitem que os investigadores a opção de, em princípio, melhorar a relação sinal-ruído e de investigar os materiais de que são feitas em lotes de investigação de menor escala e que permitem, assim, o estudo de uma grande variedade de materiais NPD in situ.
Até o momento houve seis projetos de células eletroquímicas para nos estudos NPD informou situ, incluindo três modelos cilíndricos, 14,15,21,22 dois do tipo moeda de projetos de células 23-26 e um design célula bolsa. 12,27 A primeira célula cilíndrica projeto foi limitado em uso a muito baixa carga / descarga taxas devido às grandes quantidades de materiais de eletrodos utilizados. 14,21 O design roll-over, 15 detalhado abaixo, e versão da célula cilíndrica originais modificadas, 22 superaram muitos dos problemas associados com tele desenho primeiro cilíndrica, e pode ser utilizado para correlacionar de forma fiável a estrutura de materiais de eléctrodos com a sua electroquímica. , O de célula tipo moeda desenhos de célula tipo moeda para em NPD situ também permitem que quantidades semelhantes de materiais de eletrodo a ser sondado em relação ao roll-over celular, enquanto com diferenças sutis em termos de construção, as taxas de carregamento aplicáveis, e custo. 15 Em particular Tipo foi relatado recentemente que foram construídas utilizando uma liga de Zn-Ti como o material de cobertura (null-matriz), que não produz nenhum sinal nos padrões NPD. 26 Esta é semelhante à utilização de latas de vanádio na concepção de capotagem descrito abaixo . Um fator-chave que podem influenciar carga aplicável / taxas de descarga (e polarização) é a espessura do eletrodo, onde eletrodos normalmente mais espessos exigem a aplicação de corrente menor. Os desenhos de células que agora estão se tornando mais populares são as células malote com folhas de várias células individuais ligadas em paralelo, ou folhas que são enroladas em uma maneira similar à construção de baterias de íon de lítio encontrada em eletrônicos móveis. 12,27 Este celular é retangular (a bolsa) que pode funcionar com taxas de carga / descarga mais altas do que o roll-over ou do tipo de moeda células. Neste trabalho, vamos nos concentrar no projeto 'roll-over' de células, o que ilustra a construção de células, uso e alguns resultados usando o celular.
A preparação de eléctrodo para as baterias de design de capotagem é praticamente semelhante à preparação de eléctrodo para utilização em baterias de células moeda convencionais. O eletrodo pode ser lançado para o coletor de corrente pelo médico patins em linha, com a maior diferença é que o eletrodo precisa abranger dimensões maiores do que 35 x 120-150 mm. Isso pode ser difícil de maneira uniforme casaco com todo o material do eletrodo. Camadas do eletrodo no coletor de corrente, separador e metal de lítio-foil em coletor de corrente são organizados, esmagados, e inserido em latas de vanádio. O uso de electrólitod é LiPF 6, um dos sais mais usados em baterias de lítio-íon com carbonato de etileno e carbonato de dimetilo deuterado deuterado. Esta célula tem sido utilizado com sucesso em quatro estudos relatados e irá ser descrito em maior detalhe abaixo. 15,28-30
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Protocol
1. Componentes da pilha necessária antes de Construção
NOTA: Um vanádio pode é convencionalmente usado para experiências NPD e é um tubo integral de vanádio que é selado numa extremidade e aberto na outra. Não há praticamente nenhum sinal em dados NPD de vanádio.
- Corte um pedaço de metal de lítio-foil para dimensões correspondentes ao volume da lata de vanádio. Por exemplo, cortar um pedaço de aproximadamente 120 x 35 mm para uma 9 milímetros vanádio diâmetro da lata. Além disso, usar mais fino folha de lítio para minimizar a absorção de nêutrons, observando que espessuras inferiores a 125 mm podem ser difíceis de tratar sem rasgar.
- Pré-seleccionar o tipo de separador a ser usado. Cortar uma chapa de separador de tal modo que as dimensões são ligeiramente maiores do que os eléctrodos, por exemplo, 140 x 40 mm.
NOTA: Enquanto porosa polivinil-(PVDF) membrana prontamente absorve eletrólito, é caro e pode ser facilmente danificada e rasgado se não for tratada com cuidado duranteconstrução. Alternativamente, as folhas à base de polietileno comercialmente disponíveis são mais robustos, no entanto eles não absorvem facilmente como electrólito e, geralmente, reduzir o sinal-para-ruído devido ao maior teor de hidrogénio. - Faça o eletrodo positivo, seguindo as diretrizes estabelecidas pela Marks et al. 31 Ou seja, combinar PVDF, negro de carbono, eo material ativo na proporção selecionada. Tipicamente, usar uma proporção de 10:10:80 de PVDF: carbono: material activo, mas este ajuste dependendo do material sob investigação. Moer a mistura e adicione N-metil-pirrolidona (NMP) gota a gota até formar uma polpa, em seguida, agitar durante a noite.
- Espalhe a mistura sobre uma folha de alumínio (20 mm de espessura) utilizando a técnica da lâmina raspadora.
- Aderir o colector de corrente de folha de dimensões 200 x 70 mm e uma superfície lisa (por exemplo vidro) pela aplicação de algumas gotas de etanol sobre a superfície e colocando o colector de corrente sobre a superfície. Alternativamente, nosum e um instrumento que pode puxar um ligeiro vácuo no colector de corrente a partir da superfície lisa. Suavizar o colector de corrente para garantir que não existem rugas ou dobras antes da aplicação da pasta.
- Coloque um dente ou larga em forma de semi-círculo poça da lama em uma extremidade do colector de corrente. Usando um entalhe barra, ou rolo revestidor especialmente concebido (uma barra de entalhe com uma altura pré-definida acima do colector de corrente, por exemplo, 100 ou 200 um é normalmente utilizada) espalhar a pasta sobre o colector de corrente, fazendo deslizar o dispositivo escolhidas, entre o colector de corrente e suspensão, resultando na dispersão do chorume sobre a superfície do coletor atual.
- Cuidadosamente remover o colector de corrente a partir da superfície lisa e colocar o colector de corrente e espalhar suspensão em um forno a vácuo para secagem.
NOTA:. A técnica de espalhamento é descrito em maior detalhe em Marks et al 31
- Corte a prepa eletrodo positivovermelho no passo 1.3 de tal modo que as dimensões correspondem a folha de lítio. Certifique-se de que existe um "guia" de metal não revestido colector de corrente de aproximadamente 0,5 cm de comprimento em uma extremidade. Para melhorar o desempenho da bateria, pressione o filme eletrodo positivo seca no coletor de corrente usando uma placa de impressão plana.
NOTA: A Figura 1 mostra os tamanhos relativos dos componentes do separador e eléctrodos positivos. Quantidade mínima de material activo no eléctrodo é de 300 mg, no entanto, quanto maior a quantidade (em relação a outros componentes da bateria), melhor será o sinal NPD. Um sinal de maior pode permitir que a informação mais detalhada para ser extraída a partir dos dados da NPD e melhor resolução temporal. - Pré-se preparar hexafluorofosfato de lítio 1 M em uma mistura 1/1 vol% de carbonato de etileno e carbonato de dimetilo deuterado deuterado. Assegure-se que toda a LiPF 6 é dissolvida e o electrólito está completamente misturados antes do uso.
- Corte um pedaço de colector de corrente de tele mesmas dimensões que o eléctrodo positivo no passo 1.5 e pesar o colector de corrente e o eléctrodo positivo. Subtrair estas massas para se obter a massa da mistura do eléctrodo. Multiplicar a massa da mistura de eléctrodo por 0,8 para dar a massa do material activo.
2. Construção celular
- Antes da montagem da célula dentro de uma caixa de luvas cheia de árgon, deitou-se uma bandeja de plástico ou alguma outra cobertura não metálica na base do gloxebox.
- Empilhar os componentes individuais na seguinte ordem: Uma longa tira de separador, eléctrodo positivo com a lama virado para cima e a haste de alumínio (ou fio de cobre) na ferida "guia" numa extremidade, a segunda tira de separador, e, finalmente, o lítio metal com fio de cobre enrolado no final do metal de lítio (o mesmo fim que a haste de alumínio).
- Começar a rolar as camadas a partir da extremidade com a haste de fio de cobre e de alumínio, assegurando que os dois eléctrodos não entram emcontato.
- Se uma folha à base de polietileno foi escolhido como o separador, ocasionalmente, adicionar algumas gotas de electrólito para o separador entre o metal de lítio e o eléctrodo positivo ao longo de todo o comprimento da pilha. Como alternativa, adicione as gotas gradualmente durante o processo de laminação. Se membrana de PVDF foi utilizado como o separador este passo não é necessário.
- Tome cuidado para garantir que o eletrodo é enrolado firmemente e que as camadas permanecem alinhados.
NOTA: Se as camadas fiquem desalinhados no processo de laminação pode necessitar de ser reiniciado, contudo, cuidado deve ser tomado como a solução de electrólito é altamente volátil e mais podem precisar de ser adicionado. - Certifique-se de que a parte mais longa do separador envolve completamente em torno do pacote ou rolo de tal forma que os eletrodos não estão expostos (ou seja, os eletrodos não toque na caixa de vanádio).
- Insira a pilha rolou para o vanádio pode de tal forma que o fio de cobre e haste de alumínio sobressair 3/2 cm aléma parte superior da lata de vanádio. Adicionar gota a gota o restante electrólito na parte superior do vanádio pode, usar 1,5 ml no total.
- Adicionar uma rolha de borracha com entalhes cortados nos lados para a haste de alumínio e fio de cobre na parte superior da lata de vanádio. Selar a lata por fusão da cera dental sobre a parte superior da lata e em volta da extremidade da bainha de plástico do fio de cobre. Verificar que a célula final aparece como mostrado na Figura 2.
- Permitir que a célula "idade" ou "molhado" horizontalmente por 12-24 h. Antes de usar, testar o potencial do circuito aberto, ligando a haste de alumínio e o fio de cobre para os terminais de um multímetro e medir o potencial da célula construída. Também garantir que não há vazamentos por inspeção visual.
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Representative Results
Nós demonstramos a versatilidade na utilização desta célula capotamento na literatura 15,28-30 e aqui apresentamos um exemplo com a Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3 eletrodo. 32
Antes de tentar um refinamento seqüencial Rietveld (refinamentos Rietveld em função do estado da carga), um único refinamento de um modelo multifásico para o primeiro conjunto de dados foi realizada, com esses dados coletados para a célula primitiva antes da aplicação atual. Vários modelos foram testados para determinar quais parâmetros estruturais poderiam ser refinados com precisão. Idealmente, todos os parâmetros estruturais iria ser refinada utilizando o primeiro padrão e também durante os refinamentos sequenciais. No entanto, ocasionalmente, isto pode não ser possível devido a factores tais como ruído de um sinal-para-baixo, o que é especialmente importante para o rastreamento de pequenas alterações na posição de lítio e de ocupação, e sobreposição de pico. No prcaso esent obter um estábulo parâmetros do modelo que foram fortemente correlacionados (com base na matriz de correlação) não foram refinados. Ou seja, todos os parâmetros de deslocamento atômico cátions foram fixados os valores obtidos a partir de medidas ex-situ. Tais restrições têm sido muitas vezes necessária para o "roll-over" design da célula in-situ. 11,29,30 O resultado final do refinamento Rietveld multifásico da Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3, cobre e lítio metálico estruturas é mostrado na Figura 3. Os dados estruturais resultantes são fornecidos na Tabela 1. A razão para o elevado valor R Bragg no refinamento comparado com o baixo valor χ 2 é provavelmente devido às proporções relativamente grandes de reflexos fracos em ambos os principais e fase de lítio-metal, que são fortemente influenciadas pelo fundo nos dados. À medida que o fundo é bastante irregular e, portanto, dificulto a precisão do modelo, estas reflexões mais fracas também tornar-se difícil de precisão modelo.
O resultado refinamento antes da alta célula fornece uma indicação básica do que pode ser refinado em seqüência. No entanto, seguindo a progressão de parâmetros Aprimorável durante o ciclismo não é a única maneira de acompanhar as mudanças estruturais durante a descarga. As alterações na intensidade das reflexões características específicas, o aparecimento de novas reflexões, e variações dos parâmetros da célula como uma função de descarga pode proporcionar informação significativa sobre as alterações estruturais que ocorrem durante a descarga. Montagem sequencial de uma única reflexão dentro de cada padrão de difracção recolhido pode ser efectuada nos programas, tais como a lâmpada 33 e origem. Além disso, como os padrões de difracção e dados electroquímicos são recolhidos simultaneamente ambos podem ser representados graficamente em conjunto, como uma função do tempo. O processo eletroquímico seguido durante o exp in situeriment realizado em Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3 é apresentado na Tabela 2. Estas condições fornecem uma referência para as mudanças observadas durante o ciclismo eletroquímica, como indicado dentro Figura 4.
Os primeiros três componentes da parte superior da Figura 4 mostra vários alterações que ocorrem à reflexão 115 durante o ciclo. Sob estas tramas são a alteração no parâmetro da célula e perfil de potencial eletroquímico. Um aspecto interessante da inserção de lítio em Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3 é que, para os potenciais acima de 1 V é reversível, no entanto, uma descarga abaixo V resulta na inserção de lítio irreversível. Para inserção de lítio acima de 1 V, 0,25 mol Li / unidade fórmula pode ser reversível inserido sob condições de corrente constante e leva 1.257 min a 1.7 (1) mA g -1. 32,34 Sob equilicondições brium (densidades de corrente mais baixas) até 0,4 mol unidade de Li / fórmula pode ser inserido em 160 hr. A inserção de lítio dentro desta região é conhecida para prosseguir através de uma reacção de solução sólida com o volume da célula unitária-se expande continuamente a 1,81 (9)% maiores após a inserção de 0,25 mol de lítio. Em comparação, o volume do eléctrodo na célula de neutrões expandida por apenas 0,61 (6) em 870% min a 2,5 mA g -1. No entanto, no carregamento a 5,0 mA g -1 a célula nova contracção do que os valores iniciais, o que sugere que a auto-descarga tinha ocorrido antes do início da experiência. Comparando os valores absolutos, a célula unitária de um material completamente carregada (sem lítio) foi encontrado para ser 3,93190 (2) Â a partir de dados de difracção de raios-X de sincrotrão comparado com 3,9345 (5) Å a partir dos dados da NPD in situ. Além disso, o material descarregado para 1 V foi encontrada para ter um comprimento de célula unidade de 3,95640 (2) Å de raios-X sincrotrão compar dados de difracçãoed para 3,9454 (7) a partir do em dados da NPD situ. Assim, parece que o material não reagiu completamente sobre a quitação a 1 V, nem sobre o carregamento. Além das densidades de corrente mais elevada aplicada, uma baixa pressão aplicada à pilha de bateria (ou rolo) pode resultar em altas impedâncias específicas de cada área e assim cobrar e corre descarga iria terminar prematuramente devido à alta polarização. O último é um fator importante na construção dessas células e é fundamental para obter um bom rolo eletrodo de qualidade para o in situ de células de difração de nêutrons. Além disso, se a pressão aplicada for irregular, isto pode resultar na formação de duas fases, com as partes da célula reagir mais rapidamente do que outros. A única indicação de que o comportamento de duas fases estava a ocorrer era um alargamento reversível da reflexão 115 (Figura 4A e B).
Durante o ciclismo, o pico da intensidade de reflexão a 115 reduzida como mais de lítio foi inserido na estrutura de umnd, em seguida, aumentou à medida que o lítio foi removido. Simultaneamente, a largura do pico (largura total à meia altura, FWHM) varia no sentido inverso, resultando na intensidade do pico integrado total permanecendo constante durante a inserção e extracção de lítio. A mesma tendência ocorreu para todos os outros reflexos observados e embutidos. Assim, não houve componentes estruturais aparentes para as alterações na intensidade do pico. Enquanto o alargamento dos picos pode ser associada com uma perda de cristalinidade ou uma redução no tamanho das partículas, a reversibilidade das alterações indicam a formação de várias fases que reagem com taxas diferentes. Esta segregação de fases é então firmemente aumentada abaixo de 1 V, com uma segunda fase se tornar distinta.
Experimentos de ciclismo electroquímicos preliminares realizados em Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3 demonstraram uma saída plana potencial abaixo de 1 V, conduzindo à expectativa de que uma segunda fase deve aparecer within esta região. Também foi levantada a hipótese de que esta segunda fase poderia ser a causa de inserção de lítio irreversível dentro desta região. As regiões onde esta segunda fase se torna mais visualmente distinta são indicadas com barras de laranja na Figura 4 Dentro da resolução angular fornecido pelo difractómetro Wombat, a segunda fase parece formar-se no mesmo potencial, independentemente de a corrente de descarga utilizado (2,5 mA g. - 1 para a segunda descarga, 3,8 mA g -1 para o terceiro). À medida que mais de lítio é inserido na estrutura de 0,5 O 3 Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb, a difusão de lítio em grandes quantidades retarda o (a partir de 10 -7 a -8 10 cm 2 seg -1) 32. Parece que a taxa de difusão em grandes quantidades reduz o suficiente para aumentar a taxa de segregação de fase, durante o curso de descarga.
Enquanto um refinamento sequencial com um segundo perovskifase te não foi possível devido às semelhanças entre as duas fases e resultando sobreposição de pico, a consideração da trama topográfica da reflexão 115 (Figura 4C) ainda pode fornecer insights sobre as mudanças estruturais do eletrodo positivo. Num sistema em equilíbrio, uma região de duas fases é marcado por uma fase desaparecendo na mesma taxa que uma segunda fase aparece como uma função da composição (ou como uma função de qualquer outro parâmetro de ordem, tal como a temperatura), de tal modo que a sua fracções de fase sempre resumir a um. No entanto, dentro da região de duas fases, observada abaixo de 1 V por Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3 a nova fase varia de forma contínua, enquanto que a primeira fase é imutável. Assim, a experiência in situ foi capaz de detectar o comportamento de não-equilíbrio do material de eléctrodo positivo em função do estado de carga. A segunda fase de expansão pára antes do fim da descarga. Isso pode sinalizar uma mudança paraum equilíbrio de conversão de duas fases, no entanto, não foram observadas alterações de intensidade. Alterações na intensidade relativa das duas reflexões foram observadas uma vez que a célula foi deixada relaxar (a região indicada pela barra vermelha na Figura 4). Durante este tempo, a reflexão de maior 2θ começa a perder a intensidade relativa à reflexão no 2θ inferior, indicando que o equilíbrio de fase ocorre uma vez que a corrente aplicada ter sido desligado. Uma única fase foi, em seguida, rapidamente reformada durante o carregamento, o que sugere que a reacção de duas fases é reversível. Essa previsão foi confirmada pela descarga abaixo de 1 V várias vezes. Assim, ainda é incerto porque o ciclismo abaixo de 1 V resulta na inserção de lítio irreversível. Parece que as segundas formas de fase como um resultado da difusão de lítio inibida na estrutura, possivelmente intrinsecamente ou devido à baixa pressão aplicada à pilha de bateria. Deve notar-se que a célula unitária não retornar para a sua ori tamanho marginal em cada carga subsequente, o que implica que alguns lítio permanece dentro da estrutura de grandes quantidades. Ciclismo na célula abaixo de 1 V vai exigir um novo experimento em que os efeitos de polarização são muito reduzidos ou eliminados. Sem a polarização como uma influência concorrente, o efeito da mudança de difusão de lítio no interior do material e as suas modificações estruturais inferiores a 1 V pode ser determinada.
Figura 1:. Foto do componente eletrodo positivo em uma faixa de separação pela polietileno após a extração de uma célula em situ A imagem mostra os tamanhos relativos dos eletrodo positivo e um separador necessárias para evitar o contacto entre os dois eletrodos. Também estão incluídos na foto são os fios de cobre, que permitem a ligação a um circuito externo.
Figura 2: (A):.. Foto da célula NPD in situ sobre a linha de luz Wombat em ANSTO (B) Esquema do in situ de construção celular, que mostra as camadas que resultam do "roll-over" projeto Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
Figura 3: No padrão NPD situ da célula construída modelada utilizando um refinamento multifásico contendo Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3 (LSTN), cobre, lítio e A curva superior corresponde ao modelo ajustado aos dados (cruzes pretas. ) e a curva inferior corresponde ao diferença entre eles. Marcadores de reflexão são mostradas como barras verticais. O comprimento de onda de nêutrons (λ), goodness-of-fit (χ 2), e Bragg-R fator (R B), são dadas inserida.
Figura 4:. Lotes AC relacionam com a Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3 (LSTN) 115 reflexão especificamente e mostram a evolução de sua forma durante o ciclismo A precisão desses parâmetros diminui na região de duas fases como esta reflexão foi modelados com uma única função pseudo-Voigt. Lote D mostra a variação do parâmetro de rede como uma função de descarga e de trama E mostra o potencial da bateria que foi recolhido simultaneamente. As barras de laranja destacar regiões onde o ciclo de descarga foi feita abaixo de 1 V, que também se correlaciona com o início da região de duas fases. O vermelhobarra destaca a região onde a célula foi deixado relaxar e seu potencial para equilibrar.
Figura 5: (A) mostra a parâmetros de rede e peso fração Rietveld derivado do LiFePO 4 / fepo 4 cátodo, selecionado 2θ região do em dados da NPD situ (em cima) com intensidade escalado destacando a LiFePO 4 e fepo 4 221 e 202 reflexões, ea corrente (vermelho). Regiões sombreadas indicam a coexistência de solução e de duas fases sólidas reacções. Este valor é reproduzido com permissão do Jornal da American Chemical Society 134, 7867-7873, copyright 2012 American Chemical Society. (B) mostra em dados do PDN in situ de uma célula não ciclizada (vermelho), onde, o modelo calculado para o Li ( Co 0,16 Mn 1,84) ó 4 cAthode como uma linha preta sólida, a diferença entre os dados e o modelo de cálculo como uma linha púrpura na parte inferior, e as linhas verticais representam marcadores de reflexão para as fases modelados. Este valor é reproduzido com permissão do Journal of Physical Chemistry C 115, 21473-21480, copyright 2011 American Chemical Society. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| -Cell completa pré-alta, Pm 3 m, a (5) a = 3,9368 | ||||||
| χ 2 = 1,51, R B = 14,96% | ||||||
| Local | X | y | z | Ocupação | U ISO (A 2) | |
| Sr | 1b | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0.66 | 0,0079 |
| Ti | 1a | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0,0098 |
| Nb | 1a | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 0,0098 | 3d | 0,5 | 0 | 0 | 1 | 0,006 (2) |
Tabela 1: parâmetro de rede refinado, grupo espacial, parâmetros posicionais e Debye-Waller fatores para Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3 na célula em situ antes da descarga.
| Passo | Atual | Potencial |
| (MA g -1) | (V) | |
| 1 | -2.5 | 1 |
| 2 | 5 | 2 |
| 3 | -2.5 | 0.93 |
| 4 | 5 | 1.73 |
| 5 | 12 | 1.82 |
| 6 | -3.8 | 0.38 |
| 7 | Descanso (300 min) | |
| 8 | 7,5 | 2 |
| 9 | -3.8 | 1.04 |
Tabela 2: O processo eletroquímico seguido durante o experimento in situ realizada em Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3.
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Discussion
Ao projetar e executar uma experiência in situ, quer com o "roll-over" célula de difração de nêutrons ou um outro projeto, há uma série de aspectos que devem ser cuidadosamente controladas para garantir uma experiência bem sucedida. Isto inclui a escolha cuidadosa do tipo e quantidade de componentes celulares, garantindo que o eléctrodo preparado e construído de células final são de alta qualidade, a escolha de condições adequadas de difracção, o planejamento das etapas de ciclismo electroquímicos para ser executada antecipadamente, e, finalmente, a compreensão do que os dados resultantes pode e não pode dizer um sobre o material que está sendo investigado.
A escolha de componentes de células é essencial para garantir que o padrão de difracção resultante é capaz de ser modelado com precisão. Em particular, minimizar o número de diferentes fases presentes irá reduzir a complexidade do modelo multifásico. Por exemplo, no exemplo aqui o ligante utilizado na electrod positivae mistura era de PVDF e o separador era polietileno. No entanto, se o separador utilizado foi uma membrana de PVDF, o número total de componentes na célula poderia ter sido reduzida, o que simplifica a análise. Além disso, PVDF iria diminuir a quantidade total de hidrogénio na célula, reduzindo a contribuição do fundo. Reduzindo a quantidade de hidrogénio que contém materiais na célula é a razão pela qual electrólitos deuterados altamente dispendiosos são empregues no NPD situ. Outra alternativa seria a de substituir tanto o ligante na mistura de eléctrodo positivo e o separador com materiais livres de hidrogénio (por exemplo, de politetrafluoroetileno). No entanto, dependendo do material separador, um maior volume de electrólito pode ser necessária, aumentando rapidamente os custos da célula. Por exemplo, o separador de fibra de vidro, que é de hidrogénio livre, requer muito mais do que o electrólito membranas de PVDF finas ou folhas à base de polietileno devido ao seu volume de comparativamente maior. Separador de fibra de vidros também são muito difíceis de rolar.
A capacidade para se preparar um eléctrodo de alta qualidade é essencial para garantir que uma grande quantidade de material activo está no feixe, permitindo que o ciclismo rápido para ser executada e assegurar que a mistura de eléctrodo não se separar do colector de corrente durante o processo de laminação. Na primeira etapa de preparação de uma película de eléctrodo, o eléctrodo positivo mistura é adicionada a NMP para formar uma pasta. A consistência desta pasta é controlada através da razão de massa de NMP ao eléctrodo mistura. A obtenção de uma pasta com a consistência apropriada é essencial para a preparação de uma película de eléctrodo de alta qualidade, especialmente filmes que são estáveis e grande o suficiente para em NPD situ. No entanto, atingir a consistência correcta pode necessitar de uma série de ensaios, tal como a quantidade de NMP necessário é dependente do tamanho e morfologia das partículas do material do eléctrodo activo. Felizmente, esta etapa pode ser grandemente simplificado pela NM-moagem de bolaSuspensão P-eléctrodo. Neste caso, a proporção de NMP ao eléctrodo mistura em pó torna-se menos importante e uma película de alta qualidade pode ser facilmente preparados, desde que a suspensão moída em moinho de bola é espalhada num filme imediatamente. O leitor é convidado a ver também os procedimentos recomendados anteriormente relatados para a preparação de um filme de alta qualidade 31. Neste relatório, a importância de pressionar os eletrodos antes de usar é enfatizada. No caso dos eletrodos mais longos necessários para a NPD situ, aplicando pressão homogênea para todo o eletrodo é melhor alcançada usando uma prensa de rolamento. No entanto, se uma prensa de laminação não está disponível, uma placa plana prima pode ser utilizado. Finalmente, o "roll-over" no design da célula situ é compatível com um eletrodo positivo dupla face, sem quaisquer alterações adicionais feitas durante a construção. Usando um eléctrodo de dupla face duplica efectivamente a quantidade do material activo em relação aos outros componentes da bateria, o que leva a uma maiorpadrão de difracção de qualidade.
Uma dificuldade comum encontrado é a obtenção de uma boa pressão aplicada à totalidade do rolo de bateria na célula construída. Isto pode resultar em má difusão iónica ou não homogénea através da célula, como mostrado para as Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3 resultados acima, ou de uma célula que não funciona. A obtenção de uma boa pressão através da pilha é particularmente difícil quando enrolando o celular com a mão. O processo envolve a destreza manual dentro de um porta-luvas e não pode conduzir a resultados consistentes. Estas dificuldades podem ser ultrapassadas usando uma máquina de enrolamento automático de células, embora a quantidade de amostra necessária pode aumentar. Finalmente, a massa total de todos os componentes celulares na célula deve ser gravado de forma a calcular a absorção total de neutrões. Sem um parâmetro adequado de correção de absorção estruturais, tais como os parâmetros de deslocamento atômicos (ADP), pode refinar a irrealistavalores. Em geral, é uma boa prática para medir e aplicar uma correção de absorção adequada para experimentos NPD.
Antes de iniciar a experiência in situ da NPD várias condições experimentais devem ser consideradas e definido. Por exemplo, a resolução angular resultante deve ser apropriado para o material investigado. Se uma estrutura de cristal adopta um eléctrodo de baixo reflexões de simetria do grupo de espaço não pode ser resolvida devido a sobreposição com reflexões a partir da mesma fase ou as outras fases presentes na célula. Para resolver algumas reflexões do comprimento de onda de neutrões que colidem com a amostra pode necessitar de ser ajustada, por exemplo, comprimentos de onda mais longos podem separar em reflexões 2. Infelizmente, isso reduz o intervalo Q-espaço sondadas. Esta era potencialmente um problema para a Li 0,18 Sr 0,66 Ti 0,5 Nb 0,5 O 3 resultados relatados acima. Neste caso reflexões de aviões com menores d -spacings foram Previously determinada para fornecer informação de ordenação de lítio, e, assim, um comprimento de onda mais curto que foi seleccionado. No entanto, isso também tornou difícil de resolver o desdobramento de picos devido ao aparecimento da segunda fase.
Além de escolher o conjunto adequado de parâmetros experimentais para o difratômetro de nêutrons, as condições de ciclismo eletroquímicos devem ser pré-determinado e não mudou dramaticamente durante o experimento. Durante a ciclagem de células que é provável que o material existe num estado metaestável o qual pode posteriormente relaxar uma vez que a célula é desligada. Se esta é uma propriedade particular do material que está a ser investigado, em seguida, não deve haver quaisquer problemas, no entanto, se o objectivo da experiência é investigar a taxa de variação de alguns parâmetros estrutural durante a carga ou descarga, em seguida, as interrupções e a subsequente estrutural relaxamento pode influenciar o resultado. Além disso, evitando as interrupções também simplifica a si resultantenirá refinamento, evitando a necessidade de reiniciar o requinte em cada intervalo. Recomenda-se também que o experimentador se pretende determinar a posição de lítio e de ocupação em várias fases de descarga, em seguida, mais recolhas de dados no final de cada ciclo de carga e descarga é aconselhável com um passo de equilíbrio electroquímico apropriado. As coletas de dados mais longos podem garantir que não há sinal-ruído suficiente para melhorar as chances de observação e modelagem do lítio, além de servir como uma referência para a forma como as mudanças de lítio durante o ciclismo.
Uma vez que os dados foram recolhidos depois há um certo número de métodos de análise que podem ser empregues, dependendo do resultado desejado do experimento. Normalmente, a melhor forma de análise é o refinamento Rietveld com poucas restrições, embora isso seja mais difícil de executar do que qualquer um refinamento com várias limitações (como coordenadas fixas atômicos, ocupação, ou PDAs) ou modeling as mudanças de uma única reflexão. Ocasionalmente, as informações obtidas a partir de uma análise mais simples é tudo o que é desejado a partir de uma experiência in situ, e assim realizando uma mais complexa refinamento Rietveld irrestrita é desnecessário.
Para melhor juiz do que pode ser capaz de ser modelado com precisão durante um refinamento Rietveld seqüencial um refinamento inicial usando um único conjunto de dados recolhidos por um longo período antes da descarga é muitas vezes necessário. Como foi o caso para Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3, se certos parâmetros são incapazes de ser determinada com precisão no refinamento inicial, é improvável que eles vão ser determinada com precisão durante o refinamento sequencial. No entanto, ser capaz de realizar um refinamento Rietveld seqüencial de sucesso é um dos resultados mais desejáveis de um experimento em NPD situ. Como o modelo é refinado contra cada ponto dentro do padrão de difração, altamente accurato informação da mudança na estrutura média para todas as fases durante o ciclo electroquímica pode ser extraída e directamente correlacionada com o perfil de potencial. Além disso, se a recolha de dados foi realizada a rápida taxa de mudança estrutural durante os ciclos da bateria pode ser investigada e a cinética de inserção de lítio determinada. A obtenção de um refinamento estável com poucas restrições, como a fixação de coordenadas atômicas, ocupações e PDAs, requer dados de alta qualidade com ruído de sinal-para-bom, de alta resolução angular, e acesso a uma grande variedade d -espaço. A qualidade dos dados específica requerida depende em parte do material a ser investigado. Por exemplo, uma estrutura mais complexa terá maior relação sinal-ruído para ver reflexos mais fracos e maior resolução, a fim de observar a divisão de pico. Assim, ocasionalmente, pode ser necessária limitações, como foi o caso para Li 0,18 Sr 0,66 Nb Ti 0,5 0,5 O 3, no qual certos parâmetros ARe mantida constante durante um refinamento. Além disso, deve ser sempre tomada atenção para assegurar que o modelo resultante é quimicamente razoável. Isto pode ser realizado através da verificação do ajuste visual do modelo aos dados para garantir que não existem diferenças sistemáticas, a verificação de que os parâmetros refinados são fisicamente razoável, bem como a monitorização das medidas estatísticas da qualidade de ajuste (tais como R B ou χ 2). A observação de tendências reprodutíveis nos parâmetros entre vários ciclos eletroquímicos pode adicionar mais peso a uma observação particular.
Além de realizar um refinamento Rietveld usando os dados, as mudanças que ocorrem a reflexões característicos durante o ciclismo bateria pode ser modelada. 8,18,19 Isso é particularmente útil se ele é conhecido de antemão que as reflexões são influenciadas por qualquer ordenação de lítio ou uma mudança na a estrutura de acolhimento. As alterações a estas reflexões característicos pode ser correlacionada com alterações no potencial electroquímico-perfil para construir uma compreensão das relações entre estrutura e propriedades. A mudança de posição ou intensidade integrada de uma reflexão específica pode ser modelado usando programas como LAMP 33 ou Origin. Finalmente, o aparecimento de reflexos característicos indicando a formação de novas fases pode ser seguido durante o ciclo electroquímica. 8,16,35,36 similares a outras alterações observadas in situ, a sua aparência e identidade podem ser ligadas com as propriedades electroquímicas observados. O leitor é convidado a ver e ler o artigo sobre estudos in situ de raios-X baseados por ver Doeff 37 et al.
Não importa qual a forma de análise é realizada, se os dados foram coletados de forma contínua durante o ciclismo eletroquímica, informações exclusivas no difração situ serão obtidos. Em particular, as informações sobre a formação de fases metaestáveis e não equilibrium processos de toda a célula pode ser extraída. 11,28,29 Os resultados para os materiais estudados exemplo cátodo como uma função de carga / descarga utilizando NPD em células in situ são mostrados na Figura 5. A Figura 5A mostra uma região seleccionada da NPD em situ padrões, perfis de tensão, fracções de peso, e parâmetros de rede do material activo do cátodo, LiFePO 4 e fepo 4 25. Enquanto a Figura 5B mostra um refinamento multifásico típica usando modelos estruturais dos componentes e um conjunto de dados in situ 26 NPD.
Em NPD situ é uma ferramenta que é sensível ao lítio, o portador de carga em baterias de lítio-íon. Assim, não é sensível ao discernimento de lítio adquirida na função de eléctrodos durante o funcionamento da bateria. Processos de carregamento pode ser relacionado à forma como o cristal-estrutura eletrodo expande / contratos / formulários novas fases e como inserções de lítio / extractos de estes eléctrodos. Em situ NPD pode descobrir como o lítio é inserido / extraído em eléctrodos, através de um, dois, ou mais locais de cristalografia, e isso influencia directamente a facilidade de carregar / descarregar uma bateria de todo. Ao determinar como e onde está inserido lítio / extraído nós podemos projetar novos materiais que podem tirar proveito desse conhecimento. Por exemplo, os materiais com maiores vazios de lítio para a residir no pode ser concebido de tal modo que mais de lítio pode ser inserido, que conduz para baterias de maior capacidade. Além disso, o conhecimento dos locais de cristalografia de lítio que ocupa durante a inserção / extracção pode ser utilizada para dirigir o desenvolvimento de materiais com maiores '' para túneis de lítio, de novo, permitindo potencialmente mais de lítio para ser inserida reversivelmente / extraiu-se, especialmente em taxas mais elevadas de descarga / carga. Embora, estes exemplos são baseados em eléctrodos de inserção, in situ NPD pode, no futuro, proporcionar informação valiosa para eléctrodos them submeter a reacções de conversão. Portanto, in situ NPD fornece informação crucial sobre a função de eléctrodo que pode ser usada para projetar a próxima geração de eléctrodos.
Futuro em estudos NPD situ abordará sistemas mais complexos, exibindo espaciais grupos de simetria mais baixos e / ou distribuições de lítio mais complexos. Além disso, estes estudos pode ser usada para desenvolver novos materiais para aplicações alternativas - por usar um eléctrodo para uma bateria? Podemos usar um eletrodo como matéria-prima, inserir / extrair uma quantidade conhecida de lítio (com informações fornecidas pela NPD em situ), extraia o eletrodo e usá-lo para outra aplicação, por exemplo, aproveitando outra propriedade física. Além disso, células eletroquímicas podem ser desenvolvidos para permitir em NPD situ para sondar informações estruturais sobre os processos que ocorrem nas células de especiação, baterias de lítio-ar, e as células de combustível. Reações de palco em situ
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Slurry Preparation | |||
| PVDF | MTI Corporation | EQ-Lib-PVDF | http://www.mtixtl.com/PVDFbinderforLi-ionbatteryelectrodes80g/bag-EQ-Lib-PVDF.aspx |
| Active Electrode Material | Researcher makes* | This is dependent on the electrode under investigation, typically made in-house by the researcher and varies every time | |
| Carbon black | MTI Corporation | EQ-Lib-SuperC65 | http://www.mtixtl.com/TimicalSUPERC65forLithium-IonBatteries80g/bag-EQ-Lib-SuperC65.aspx |
| NMP | MTI Corporation | EQ-Lib-NMP | http://www.mtixtl.com/N-Methyl-2-pyrrolidoneNMPsolventforPVDF 250g/bottleLib-NMP.aspx |
| Magnetic stirrer | IKA | C-MAG HS 7 IKAMAG | http://www.ika.in/owa/ika/catalog.product_detail?iProduct=3581200 |
| Electrode Fabrication | |||
| Doctor blade (notch bar) | DPM Solutions Inc. | 100, 200, 300 & 400 micron 4-Sided Notch Bar | |
| Al or Cu current collectors | MTI Corporation | EQ-bcaf-15u-280 | http://www.mtixtl.com/AluminumFoilforBatteryCathodeSub strate-EQ-bcaf-15u-280.aspx |
| Vacuum Oven | Binder | e.g. VD 53 | http://www.binder-world.com/en/vacuum-drying-oven/vd-series/vd-53/ |
| Flat-plate press | MTI Corporation | EQ-HP-88V-LD | http://www.mtixtl.com/25THydraulicFlat HotPress-EQ-HP-88V.aspx |
| Roll-over cell construction | |||
| V can | |||
| electrode on Al/Cu | MTI Corporation | EQ-bcaf-15u-280 | http://www.mtixtl.com/AluminumFoilforBatteryCathodeSub strate-EQ-bcaf-15u-280.aspx |
| polyethylene-based or PVDF membrane | MTI Corporation | EQ-bsf-0025-400C | http://www.mtixtl.com/separatorfilm-EQ-bsf-0025-400C.aspx |
| LiPF6 | Sigma-Aldrich | 450227 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/450227?lang=en®ion=AU |
| deuterated dimethyl carbonate | Cambridge Isotopes | DLM-3903-PK | http://shop.isotope.com/productdetails.aspx?id=10032379&itemno=DLM-3903-PK |
| deuterated ethylene carboante | CDN Isotopes | D-5489 | https://www.cdnisotopes.com/as/products/specifications/D-5489.php?ei=YWVraWmjoJ1i0lZ7nkr0RpwHr Hxc9ornu14O4WUtZKbZWZrcq6j55 G0lOab3Wi0dMZ7xc+0Yse1leWVtZ LnrGKvta7v591o4JrnkbRowHt/r |
| Li metal foil | MTI Corporation | Lib-LiF-30M | http://www.mtixtl.com/Li-Foil-30,000 ml-35 mmW-0.17 mm Th.aspx |
| Rubber stopper cut to size | generic eraser | cut a generic eraser to size | |
| dental wax | Ainsworth Dental | AIW042 | http://www.ainsworthdental.com.au/catalogue/Ainsworth-Modelling-Wax-500g.html |
| Copper wire (insulated) | generic | sheathed Cu wire that can be cut to size | |
| Aluminum rod (<2 mm diameter) | generic | cut to size as required | |
| Glovebox | Mbraun | UNILab | http://www.mbraun.com/products/glovebox-workstations/unilab-glovebox/ |
| Scissors | generic | ||
| Soldering iron | generic | ||
| In situ NPD | |||
| Appropriate neutron diffractometer | ANSTO | Wombat | http://www.ansto.gov.au/ResearchHub/Bragg/Facilities/Instruments/Wombat/ |
| Potentiostat/galvanostat | Autolab | PGSTAT302N | http://www.ecochemie.nl/Products/Echem/NSeriesFolder/PGSTAT302N |
| Connections to battery from potentiostat/galvanostat | generic | ||
| Training of NPD instrument and use | |||
| Data analysis | |||
| Data visualisation and peak fitting, .e.g. LAMP suite | ILL | LAMP | http://www.ill.eu/instruments-support/computing-for-science/cs-software/all-software/lamp/ |
| Rietveld analysis software, e.g. GSAS | APS | GSAS | https://subversion.xray.aps.anl.gov/trac/EXPGUI |
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