NCM三元結(jié)構(gòu)精修及混排處理
近兩個月來,公主號出現(xiàn)頻率最高的留言或搜索為“鋰鎳混排精修”,故特找了一個數(shù)據(jù),寫一個更詳細的處理教程,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(jù)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(jié)構(gòu)文件;
2. 原始數(shù)據(jù)來源于某商用NCM811材料;
3. 請搭配最新發(fā)的視頻一同“使用”
精修一般順序參考Fullprof精修參數(shù)及順序(之后會發(fā))。不同初始model使用對結(jié)果影響不大;當然,初始模型與數(shù)據(jù)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(jù)進行精修。
按照Fullprof之Pcr如何獲得進行cif轉(zhuǎn)PCR操作(之后會發(fā)),轉(zhuǎn)換完畢后Run,結(jié)果如下:

在此基礎上進行精修。觀察計算數(shù)據(jù)與測試數(shù)據(jù),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(jù)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(jù)范圍,修正一下背景值,可以顯著降低Chi2;

03. Zero + cell
依據(jù)第一步的說明,進行晶胞參數(shù)的調(diào)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。可以看出,按照軟件auto-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(jù)更敏感。打開prf文件,將高角度圖譜放大,對2theta =
65°數(shù)據(jù)放大,計算圖譜相當于測試數(shù)據(jù)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(jù)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(cè)綠色框內(nèi)為PCR文件,右側(cè)紅色框內(nèi)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(jié)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(jù)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(jié)果可能是一致的。
07. W

此時,注意觀察數(shù)據(jù)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(diào)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(jù)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(jié)果;

觀察數(shù)據(jù)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(jù)高角度數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)參數(shù)
01. 修正Occ (不是所有的結(jié)構(gòu)需要修正),F(xiàn)ullprof中的Occ計算方式之前已經(jīng)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(jīng)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(jù)同一格位的代碼:11/-11;12/-12。

07. All

圖形參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)勾選,收斂為止。
三. 結(jié)果及作圖
01.?初始CIF與精修結(jié)果對比如下:

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


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(jù)是商業(yè)數(shù)據(jù),不便提供,這里給出另外的數(shù)據(jù)供大家練習。
鏈接:
https://pan.baidu.com/s/1-bDrSW4sO0UXaESlBLeywQ
提取碼:qamk
復制這段內(nèi)容后打開百度網(wǎng)盤手機App,操作更方便哦
小編學識有限,錯誤之處請批評指正。