izpis_h1_title_alt

Karakterizacija baterij litij-žveplo z rentgensko emisijsko spektroskopijo
ID Rajh, Ava (Avtor), ID Kavčič, Matjaž (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (9,17 MB)
MD5: 6A89E1413FABD585C78DF8ABCDA13A76

Izvleček
V 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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Rentgenska spektroskopija, XES, PIXE, baterija litij-žveplo, Braggov kristalni spektrometer, teorija gostotnih funkcionalov
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2020
PID:20.500.12556/RUL-119735 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:27971075 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:11.09.2020
Število ogledov:817
Število prenosov:156
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Characterization of sulphur in lithium-sulphur batteries with X-rayemission spectroscopy
Izvleček:
In my masters thesis, x-ray emission spectroscopy was used to characterise sulphur reduction in lithium-ion batteries during discharge. K\(\alpha\) and K\(\beta\) emission spectra were measured in a standard polysulfide sample and on a static cathode from a battery, stopped at different points during discharge. X-ray emission was induced by a proton beam with energies in a MeV range. Emission spectra were recorded with a Bragg crystal spectrometer with modified Johansson focusing geometry, designed for experiments in tender x-ray range (2-6keV). Experimental energy resolution was comparable to the natural lifetime broadening of the sulphur K emission line. The shape of K\(\alpha\) emission spectra does not depend on the chemical environment of the atom, but a small energy shift was observed for samples with different average oxidation numbers. Chemical sensitivity is more pronounced in the K\(\beta\) emission spectra corresponding to transitions from valence states and directly reflects valence electronic structure. For a qualitative description of the changes in the electron configuration, density functional theory (DFT) was used to calculate ground states of sulphur molecules. We confirmed a linear dependence of the energy shift of K\(\alpha\) emission spectra on the average oxidation state of the sulphur atoms. We applied the linear correlation to the in-operando measurements, to calculate the average oxidation state of sulphur in a lithium-sulphur battery during a discharge.

Ključne besede:X-ray spectroscopy, XES, PIXE, lithium-sulphur battery, Bragg crystal spectrometer, density functional theory

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj