Les études de diffusion Raman des rayons X (XRS) in situ nécessitent un synchrotron à haute brillance, un spectromètre spécialisé à analyseur cristallin, ainsi que des échantillons et des cellules de batterie soigneusement conçus. Comme la section efficace de diffusion XRS est faible, l'expérience dépend de rayons X incidents intenses et d'une collecte efficace des signaux faiblement diffusés de manière inélastique. L'électrode, l'électrolyte, les fenêtres de la cellule et la géométrie du détecteur doivent également être conçus conjointement afin que le faisceau puisse atteindre le matériau actif pendant que la réaction électrochimique se déroule dans des conditions contrôlées.
L'exigence centrale est de maximiser le signal XRS utile sans compromettre le fonctionnement de la batterie. Cela implique de combiner une ligne de lumière à haute brillance et un système d'analyseur sur cercle de Rowland avec des couches d'électrode uniformes et bien contrôlées, ainsi qu'une cellule in situ compatible avec les rayons X.
Ce que l'instrumentation XRS doit fournir
Une source synchrotron à haute brillance
La faible section efficace XRS rend généralement les sources de rayons X de laboratoire inadaptées aux mesures in situ à haute résolution. Une source synchrotron à haute brillance est nécessaire pour fournir un flux photonique incident suffisant afin de recueillir des spectres exploitables dans des temps d'acquisition pratiques.
Une haute brillance est particulièrement importante lorsque les mesures doivent rés