NCM三元結構精修及混排處理（二）

發(fā)布時間：2021-05-28　　　來源:北達燕園微構分析測試中心

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很早的時候寫過一篇關于NCM三元材料精修的推文（NCM三元結構精修及混排處理），主要講解的是使用Fullprof軟件進行Step by Step精修操作。

近兩個月來，出現(xiàn)頻率最高的留言或搜索為“鋰鎳混排精修”，特找了一個數(shù)據，寫一個更詳細的處理教程，并附上兩段操作視頻，希望對大家有所幫助，由于小編不是專業(yè)做電池研究，只從精修角度來討論怎么進行數(shù)據處理，如有不當之處敬請理解。

注：1. 三元材料的參考CIF文件我也一并在文末給出下載鏈接，大家可進行下載，給出111/422/811的ICSD結構文件；

2. 原始數(shù)據來源于某商用NCM811材料；

3. 視頻01為詳細操作視頻；操作視頻02為origin作圖視頻，使用模板1分鐘作圖。

精修一般順序參考第四彈——Fullprof精修參數(shù)及順序。不同初始model使用對結果影響不大；當然，初始模型與數(shù)據越接近，處理花費的時間會更少。大家自然都喜歡高效、快捷且正確的處理方式，這里我使用ICSD number為90753的三元CIF作為初始模型對811數(shù)據進行精修。

按照第三彈——Fullprof之Pcr如何獲得進行cif轉PCR操作，轉換完畢后Run，結果如下：

在此基礎上進行精修。觀察計算數(shù)據與測試數(shù)據，差別很大，最明顯特征為差值全為正，首先進行Scale修正。

一、圖形參數(shù)

01. Scale

2theta = 60°左右的衍射峰計算強度與測試強度相當，而低角度強度差異明顯。這么明顯的差異，可能是晶胞參數(shù)沒對好，導致計算峰位于測試數(shù)據的衍射峰位置不吻合，因此強度不吻合；也可能是占有率不正確導致的強度偏差很大。因此，我們可以檢查一下晶胞參數(shù)。

02．Bac.(1+2+3)

背景值是全局變量，貫穿整個數(shù)據范圍，修正一下背景值，可以顯著降低Chi2;

03. Zero + cell

依據第一步的說明，進行晶胞參數(shù)的調整。

晶胞參數(shù)的正確性與否對于后面的峰型函數(shù)參數(shù)修正及其重要，一定要確保晶胞參數(shù)的準確性?？梢钥闯觯凑哲浖uto-run進行零點+晶胞參數(shù)修正，不能很好的改善擬合情況，我們打開prf文件查看問題所在；

04. Cell.

晶胞參數(shù)對高角度數(shù)據更敏感。打開prf文件，將高角度圖譜放大，對2theta=65°數(shù)據放大，計算圖譜相當于測試數(shù)據偏高角度，因此我們需要將晶胞參數(shù)a值及c值加大；

將a值由2.861652修大為2.871652；將c值由14.138117修大為14.14811，勾選再運行如下；

隨后，將2theta = 65°數(shù)據放大，可以看出，有很好的改善。

05 (處理思路)．Occ.檢查

將初始cif及PCR文件打開，進行檢查，打開如下：左側綠色框內為PCR文件，右側紅色框內為初始cif?？梢钥闯鯫cc.換算不恰當，按照之前的推文修改，修改結果見下圖，保存后勾選Scale再運行；

06. Cell parameters + Zero + Scale

計算峰位與數(shù)據接近后，開始進行峰型修正。修正FWHM參數(shù)。先修正W，描述半高寬的公式中，W是常數(shù)項，V是tanθ 的系數(shù)，U是tan²θ系數(shù)，先修正W，容易收斂且不報錯。不同的U/V/W組合最終的結果可能是一致的。

07. W

此時，注意觀察數(shù)據擬合情況，從藍色差值線可以明顯看出，003，101和104晶面的計算強度均低于實際強度，調整Scale因子。

08. Scale

先FWHM參數(shù)，后Shape參數(shù)。

09. W +X

10. W + U

11. W + U + X + Cell parameters + Zero + Scale

12. Asym.

放大低角度的003晶面，數(shù)據中“左緩右急”，修正不對稱性。修正峰型不對稱性，需要將PCR文件中asylim字段底下的數(shù)值由0修改為60，保存修正。

13. 圖形參數(shù)（all）

將之前的圖形參數(shù)都勾選，修正，運行兩輪后如下結果；

觀察數(shù)據擬合情況，從藍色差值線可以看出，(003)對應的衍射峰差異明顯；高角度波動較大；由于該數(shù)據高角度數(shù)據完善（~ Cu Ka, 120°）,可進行溫度因子修正。

備注：大家自己操作的時候，如果第11步出現(xiàn)矩陣異常報錯，不要勾選如此多的參數(shù)，按照逐步加參數(shù)的原則，先收斂，后加參數(shù)，最后達到多參數(shù)收斂的效果。

二. 結構參數(shù)

01. 修正Occ (不是所有的結構需要修正)，F(xiàn)ullprof中的Occ計算方式之前已經進行了細致說明，和CIF中的化學占有率有所差別。這個步驟已經在之前的06步驟修改過。

02. O原子坐標

03. B or U

Li1-B

Li2-B

O-B

04. All B + Scale

05. All B + Scale + Zo +Bac.

06. Li1 + Ni1/ Li2 +Ni2

兩個原子占據同一格位的代碼：11/-11；12/-12。

07. All

圖形參數(shù)和結構參數(shù)勾選，收斂為止。

三. 結果及作圖

01. 初始CIF與精修結果對比如下：

Sp.Gr.	R -3 m	R -3 m
a (?)	2.8645(1)	2.86956(1)
c (?)	14.161(1)	14.18096(9)
c/a	4.944	4.942
V (?³)	100.63	101.127(1)
z_O	0.259(1)	0.25830(8)
U_O(?²)	0	0.01468(7)
Ni in 3b Li	0.02(1)	0.0272(11)
Li in 3a Ni	0.05(2)	0.0272(11)

擬合R因子如下：

=> R-factors (not corrected for background) for Pattern: 1

=> Rp: 3.15 Rwp: 4.31 Rexp: 1.73 Chi2: 6.22 L.S. refinement

02. 作圖

使用Fullprof進行NCM811三元材料精修

（搭配推文）

使用Origin一分鐘作出精修圖

附上NCM系列ICSD參考CIF文件下載鏈接，永久有效。由于該數(shù)據是商業(yè)數(shù)據，不便提供，這里給出第六彈的原始數(shù)據供大家練習。

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1-bDrSW4sO0UXaESlBLeywQ

提取碼：qamk

小編學識有限，錯誤之處請批評指正。

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