Karakterizacija baterij litij-žveplo z rentgensko emisijsko spektroskopijoRajh, Ava (Avtor) Kavčič, Matjaž (Mentor) Rentgenska spektroskopijaXESPIXEbaterija litij-žveploBraggov kristalni spektrometerteorija gostotnih funkcionalovV magistrski nalogi smo z uporabo rentgenske emisijske spektroskopije karakterizirali potek redukcije žvepla med praznjenjem baterije litij-žveplo. Izmerili smo emisijske spektre K\(\alpha\) in K\(\beta\) na standardnih vzorcih žveplovih polisulfidov in statičnih katodah baterije ustavljene v procesu praznjenja. Emisijo smo vzbujali s curkom protonov z energijo v območju MeV. Sevalne spektre smo posneli z Braggovim spektrometrom s prilagojeno Johanssonovo geometrijo, ki je namenjen uporabi v območju nežne rentgenske svetlobe (2-6 keV). Eksperimentalna resolucija je bila reda naravne širine vzbujenega stanja žvepla z vrzeljo v notranji lupini. Oblika sevalnih spektrov K\(\alpha\) ni odvisna od kemijske okolice atoma, opazimo pa majhen energijski premik v odvisnosti od povprečnega oksidacijskega stanja žveplovih atomov v vzorcu. Kemijska občutljivost je še bolj izrazita v spektrih K\(\beta\), ki ustrezajo prehodom iz valenčnih stanj in direktno odražajo valenčno elektronsko zgradbo. Za kvalitativni opis sprememb v elektronski konfiguraciji smo izvedli izračune osnovnih stanj s pomočjo teorije gostotnih funkcionalov (DFT). Potrdili smo linearno odvisnost energijskega premika emisijskega spektra K\(\alpha\) od povprečnega oksidacijskega števila na žveplovem atomu. V meritvah operando smo jo nato uporabili za določitev oksidacijskega stanja baterije med procesom praznjenja.20202020-09-11 08:15:13Magistrsko delo/naloga119735VisID: 108764COBISS_ID: 27971075sl