Анализ занятых/пустых участков анодов из оксида лития и титана: как мы можем получить твердотельные спектры ЯМР лития с высоким разрешением?

Литий-ионные вторичные батареи, использующие оксид лития-титана (LTO) типа шпинели в качестве материала отрицательного электрода, обладают превосходными характеристиками безопасности и цикличности благодаря своей химической стабильности и уже нашли практическое применение. Механизм реакции LTO в ЛИА, хорошо известный как двухфазный переход, описывается следующим образом.
(Ли₃)^8a(Лити₅)^16dO₁₂ + 3Ли⁺ + 3e^- ←→ (Ли₆)^16c(Лити₅)^16dO₁₂

Для анализа сайтов, которые заняты/освобождаются во время введения/удаления Li, желательно различать три сайта: 8a, 16d и 16c. Однако разница химических сдвигов между сайтами 8a и 16d очень мала, и только одиночные сигналы могут быть подтверждены широкой шириной линии в высокочувствительном и обычно используемом анализе. ⁷Спектр ЯМР твердого тела Li, как показано на рисунке 1a.

⁶Li MAS ЯМР

 Есть также ⁶Атомы лития, которые можно наблюдать с помощью ЯМР. Хотя чувствительность составляет около 1/30 ⁷Li из-за его меньшего естественного содержания и магнитного отношения, меньшего квадрупольного момента и гомоядерной дипольной связи приводит к более узкой ширине линии, чем ⁷Ли. Как показано на рисунке 1b, сайты 8a и 16d можно различить в ⁶Спектр твердотельного ЯМР лития Хотя измерение требует времени, типичная пробирка для образца твердотельного ЯМР, например, диаметром 3.2 мм, может регистрировать спектры.

Образец любезно предоставлен доктором М. Китта (AIST).

Часть спектров в этом примечании по применению взята из следующей статьи.
M. Kitta, T. Kojima, R. Kataoka, K. Yazawa и K. Tada ACS Appl. Матер. Интерфейсы 2020, 12, 8, 9322-9331

Дополнительную информацию см. в файле PDF.
Другое окно открывается при нажатии.

PDF 292KB