综述：用于广泛电池应用的单晶材料的X射线衍射研究

《Chemical Reviews》：X-ray Diffraction Studies of Single-Crystal Materials for Broad Battery Applications

单晶材料因明确晶体学取向和无晶界特性，在锂钠及固态电池中稳定性突出。本文综述XRD技术（同步辐射衍射、倒易空间映射等）在结构演变、缺陷分析及性能优化中的应用，并通过多案例研究揭示其独特结构，探讨XRD与机器学习、断层扫描及光谱联用的实时分析方向。

　　

单晶材料在电池研究中受到了越来越多的关注，这得益于它们明确的晶体取向、不存在晶界以及出色的机械和电化学稳定性。本文综述了单晶电极和固体电解质在合成、结构演变及性能优化方面的最新进展。特别强调了先进X射线衍射（XRD）技术的应用，包括原位同步辐射衍射、倒易空间映射和布拉格相干衍射成像技术，这些技术使得人们对晶格应变、阳离子无序、相变及缺陷形成进行了深入研究。文中通过镍基层状氧化物、尖晶石型正极和石榴石基电解质等典型案例，展示了单晶所具有的独特结构特征。此外，还探讨了将XRD与机器学习、断层扫描和光谱技术相结合的方法，认为这是实现实时分析和预测建模的强大途径。这些见解为锂离子电池、钠离子电池及固态电池系统中高性能单晶材料的合理设计提供了重要指导。