关于层状正极资料的 （003）衍射峰与（104）衍射峰的强度之比，这个ratio目标其实是针对阳离子混排程度（cationic disorder）的一个半定量半经历式的衡量。

我们来看经历式的剖析，相关的文献汗牛充栋，我引一篇《The structural mechanism of the improved electrochemical performances resulted from sintering atmosphere for LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 cathode material》来看这个议题：

看上图顶用红色线框标记的数据列（I003/I104与Ni in Li layer这两个参数），能够得到线性相关度：

相关度不是很大，但足以阐明这两个参数有相关，而且二者的联系至少是单调递减的，也就是说跟着I(003)/I(104)的比值增大，镍离子在充电机充电锂层中的紊乱占位比例会有所下降。

但这仅仅数据上的意义，那么在结构层面上有什么定性的剖析呢，听我娓娓道来：

这是我用Diamond 3.2做的一张LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2的剖面图，晶轴为[110]R方向，能够清晰的看到在（003）晶面上散布的简直满是过渡金属离子（TM ion），而在（104）晶面上则错落地散布这锂离子与过渡金属离子。那么问题来了，因为在离子群中多看了（3b）一眼，镍就无处安放自己的点位（3a）[答主注：真是原因是Ni2+的离子半径（0.069nm）与Li+（0.076nm）离子半径相近，而且镍离子的搬迁能垒很低，详看《Nickel-Rich Layered Lithium Transition-Metal Oxide for High-Energy Lithium-Ion Batteries》]，那么镍和锂的互换会给（003）晶面以及（104）晶面带来虾米影响呢？

过渡金属的原子散射才能比锂原子要强的多的多的多（这也是X射线衍射关于锂元素并不活络的原因之一），所以如果镍离子从（003）晶面跃迁进入（104）晶面，那么这一行为势必添加（104）晶面全体原子的散射才能而削弱了（003）关于X射线的反响，而X射线衍射峰强度与该衍射面的散射才能成正比，所以成果就是（104）晶面强度增大而（003）晶面强度削弱，这样一来的改变就是I(003)/I(104)的比值减小，所以许多学者把这个目标用于判断层状三元资料阳离子混排程度的标尺。

原子的散射才能是直接与形状因子f直接挂钩的，而晶面散射强度是结构因子S与其复共轭S*的乘积（在不考虑温度因子与择优取向的条件下），亦即F（hkl）=（S*）S关于一个晶面，有

上式中，hkl是该晶面指数，fj表明第j个原子的形状因子，xyz是第j个原子的直角坐标，那么在（003）晶面的原子主要有过渡金属原子以及与其配位的氧原子

（答主注：这里的f并不是原封不动的，跟着在这个位点上占有的散射强原子增多，f的数值会攀升）所以（003）晶面上的结构因子为

同理可知（104）晶面上的原子信息：

所以（104）晶面上的结构因子为

所以你会看到这样的表达式

无论是锂或许镍，关于附近氧的配位数都是6，能够不考虑fO带来的影响，那么关于镍离子搬迁到充电机充电锂层的行为（阳离子混排），则会导致分子的减小与分母的添加，因而上式的I(003)/I(104)比值减小。

答主必需求弥补的是，上面这个连半定量都不算的强度比值推导有一个问题，那就是分子比分母要小（不信的话童鞋们能够亲身试一试），也就是说I(003)/I(104)<1，但是文献上普遍报导的是以1.2为临界规范，这有不小的距离，什么原因呢？私以为是式子并没有考虑温度因子与择优取向。

1）温度因子代表着在肯定零度以上，该晶面上所有原子的各向异性振荡起伏。关于不同晶面，原子的温度因子遭到其方位（坐标）与占位比率的影响，跟其散布有着很大联系，在计算峰强的时候必须把温度因子Biso作为加权因子引进算式之中；

2）择优取向关于层状资料来的特别显着，依据颗粒的描摹不同，单个晶体在成长进程中，遭到外表能与晶体学缺陷的影响，会表现出强势的沿着笔直某一晶面法向方向成长，从而暴露出该晶面。因而，有人就专门去组成片状颗粒和棒状描摹，为了突出想要表征的某个晶面信息。在层状三元资猜中，（003）晶面一般带有择优取向，尤其是当你在制备粉末样品时选用玻璃片压移方法的情况下愈加显着。

所以，自己觉得I(003)/I(104)强度比值是一个能够快速鉴别阳离子混排程度的目标，但别把它奉为圭臬，因为任何的仪器因子、尺度因子、温度因子都可能破坏这个目标的精确程度，硬要研判粉猜中阳离子混排的程度，不才觉得需求结合Rietveld精修成果，现在的拟合软件越来越简结友好，内置的卷积函数现已能够区别仪器因子与尺度因子，在对峰形的拟合上不仅仅使用高斯算法，还一起带入了洛伦兹批改，因而在差错范围内能够直接精修得到镍离子在充电机充电锂层中的占比含量（Ni occupation in Li layer）。

上图是用铜靶做的原位恒电流XRD中的（104）衍射峰改变情况，被测样品是NMC622，我们把这个资料严格控制在20ppm的水分环境下，因而能够看到资料在充电伊始并没有呈现两相进程，能够扫除杂相的干扰。

在同等条件下（扫除晶粒碎化与晶格畸变），样品（104）衍射峰展现出的突变进程能够作为一个论据佐证过渡离子搬迁与晶面强度改变的相关性。在脱锂深度达到40%以后（第一条虚线），实际上充电机充电锂层的空位显着增多，而这时不少的镍离子就借势进入充电机充电锂层的空位（能垒小）中，如下图中橘黄色箭头所示：

这样的成果是，（104）晶面的强度变大，而镍在充电机充电锂层形成了混排，表现在contour图上的成果就是色彩加深。

但是在放电进程中，一方面因为大部分镍离子是+4价态不适合安稳居于充电机充电锂层空位，另一方面因为锂离子开始逐渐回嵌入正极之中，因而镍离子回到了自己了解的老窝，（104）晶面的强度变小，表现在contour图上就是色彩变浅。

关于（018）与（110）衍射峰的劈裂，其实是c/a值的一个XRD表观现象，不知道题主是从哪里得到它能够表征畸变程度的？

看下面这张图：

来自（110）晶面与（018）晶面的原子排列情况差别巨大，因而调查这对峰的劈裂程度只可能是看他们的2theta视点，也即方位。

那么看上左图，（110）晶面的距离只跟a轴与b轴相关，而在六方晶系中，归于R-3m点群结构的三元资料在a轴与b轴的方向上等效的原子排布，因而晶胞a值的巨细之间与（110）晶面距离相关，也就是与（110）衍射峰的方位相关。

看上右图，（018）晶面的距离就与a轴和c轴有相关了，因而晶胞参数a值（更多一些）与c值的改变与（018）晶面距离相关，也就是与（018）衍射峰的方位相关。

那么，（018）与（110）这对衍射峰的方位信息或许说劈裂程度，就能够表征c值与a值的相关巨细，劈裂程度越大方位越远离对方[（018）向负视点偏移而（110）向正向偏移]，则c值越大而a值越小，阐明c/a值越大，所以阐明层状特性较强。

但相同，也能够经过GSAS或许Rietica等精修软件输出晶胞参数c值与a值，不必经过调查（018）与（110）衍射峰的劈裂程度去判断层状特性。