碳材料是目前鋰離子電池理想的負極材料。碳材料的種類決定著鋰離子電池的嵌鋰電位、工作電壓可逆性能等。而克容量是衡量碳材料的一個重要指標，但是測試克容量一般是做成電池測試，需要花費不少時間，測試值穩(wěn)定性也比較差。

石墨化度是指在含有石墨晶體及各種過渡態(tài)碳的復合材料中，石墨晶體所占的比例。理論上可以憑借石墨化度來估算碳材料的克容量。通過XRD可以確認石墨結構的存在、評估石墨化程度和結晶度，從而計算出碳材料的克容量。

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鋰離子電池的比容量、循環(huán)性能和安全性能與材料的晶體結構有密切關系，研究三元材料在不同溫度狀態(tài)下的穩(wěn)定性及在電化學循環(huán)過程中結構變化，有助于更好理解三元材料充放電機理和電化學過程。

XRD是專門用于分析材料晶體結構的設備，能夠通過精修得到三元材料的晶胞參數和離子混排信息，在三元材料制備工藝和材料摻雜改性方面以及三元材料的原位高溫熱性能等方面廣泛應用。原位充放電XRD實驗可以直接研究紐扣結構鋰離子電池材料在充放電過程中正負極材料的結構變化和相轉化。

此外，XRD技術還可以來進行鋰離子電池的熱失效分析，如從燃燒的殘留物進行XRD分析，初步判斷失效原因。