การวิเคราะห์ไซต์ที่ถูกครอบครอง/ว่างเปล่าของแอโนดลิเธียมไททาเนียมออกไซด์ : เราจะรับลิเธียม NMR สเปกตรัมที่มีความละเอียดสูงได้อย่างไร | หมายเหตุการใช้งาน

NM200001E

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทุติยภูมิที่ใช้ลิเธียมไททาเนียมออกไซด์ (LTO) ชนิดนิลเป็นวัสดุอิเล็กโทรดขั้วลบมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยและวัฏจักรที่ดีเยี่ยมเนื่องจากความเสถียรทางเคมี และได้นำไปใช้งานจริงแล้ว กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ LTO ใน LIB ที่รู้จักกันดีในชื่อการเปลี่ยนแปลงแบบสองเฟสได้อธิบายไว้ดังนี้
(หลี่₃)^8a(ลี่ติ₅)^16dO₁₂ +3ลิตร⁺ +3e^- ←→ (หลี่₆)^16c(ลี่ติ₅)^16dO₁₂

ในการวิเคราะห์ไซต์ที่ถูกครอบครอง/ว่างเปล่าในระหว่างการแทรก/นำ Li ออก ขอแนะนำให้แยกแยะไซต์สามแห่งคือ 8a, 16d และ 16c อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างของการเปลี่ยนแปลงทางเคมีระหว่างไซต์ 8a และ 16d นั้นมีขนาดเล็กมาก และสามารถยืนยันได้เพียงสัญญาณเดียวด้วยความกว้างของเส้นกว้างในความไวสูงและที่ใช้กันทั่วไป ⁷สเปกตรัม NMR ของสถานะของแข็ง Li ดังแสดงในรูปที่ 1a

⁶Li MAS NMR

นอกจากนี้ยังมี ⁶อะตอม Li ที่สามารถสังเกตได้โดย NMR แม้ว่าความไวแสงจะอยู่ที่ประมาณ 1/30 ของ ⁷Li เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติและอัตราส่วนแม่เหล็กที่น้อยกว่า โมเมนต์ควอดรูโพลที่เล็กกว่าและการมีเพศสัมพันธ์แบบไดโพลาร์แบบโฮโมนิวเคลียสส่งผลให้มีความกว้างของเส้นที่แคบกว่า ⁷ลี่. ดังแสดงในรูปที่ 1b ไซต์ 8a และ 16d สามารถแยกแยะได้ใน ⁶สเปกตรัม NMR ของสถานะของแข็ง Li แม้ว่าการวัดจะใช้เวลา แต่หลอดตัวอย่าง NMR แบบโซลิดสเตตทั่วไป เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง 3.2 มม. สามารถรับสเปกตรัมได้

	⁶Li	⁷Li
ความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ / %	7	93
สปิน	1	3/2
อัตราส่วนแม่เหล็ก / rad s^-1 T^-1	3.94 10 X⁷	10.4 10 X⁷
โมเมนต์สี่เท่า	-8x10^-4	-4x10^-2

ขอความกรุณาให้ตัวอย่างโดย ดร.เอ็ม กิตตา (AIST)

ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมในบันทึกการใช้งานนี้มาจากบทความต่อไปนี้
M. Kitta, T. Kojima, R. Kataoka, K. Yazawa และ K. Tada ACS Appl. มาเตอร์ อินเทอร์เฟซ 2020, 12, 8, 9322-9331