《表2 不同烧成温度下NCM811的循环性能》

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《烧成温度对溶胶凝胶法合成LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2材料性能的影响》

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图3所示是材料在新威电池测试柜上测试的电性能曲线图。测试条件：电压为2.75～4.3 V、25℃下，恒流充放电测试。以0.1 C(1 C=200 m Ah/g）倍率的电流进行首次充放电测试，图3(a）中随着烧成温度的增加，材料的首次放电比容量呈现先增加后减小的趋势。800℃时首次充放电曲线性能最好，比容量有203.86 m Ah/g，库伦效率为87.88%，这归因于材料有最小的阳离子混排度和良好的层状结构；而760℃材料性能最差，比容量只有179.02 m Ah/g，这是因为材料表面发生团聚且阳离子混排相对较高，使电性能变差；而820℃高温下，材料虽然有较小的阳离子混排度，但高温导致锂盐挥发较多，表面形成缺锂化合物且团聚现象严重，增加了电荷转移阻抗，使材料比容量降低。图3(b）中，800℃下的材料表现出较好的倍率性能，在不同的倍率下其比容量都是最高的，说明该材料有着较低的极化率，其循环可逆性也较好。这归因于800℃时材料最低的阳离子混排度及较好的层状结构，良好的层状结构利于Li+在其中的脱嵌，增加了材料的离子和电子电导率，使材料的电性能更好。而在低温或高温下，材料的倍率性能都明显减弱，这是因为低温下材料生长不完全，一次颗粒还未完全长大，阻碍Li+扩散，使其性能下降；而高温下锂盐挥发过多，材料表面形成缺锂化合物且团聚现象严重，使材料电性能变差。图3(c）为材料在0.2 C倍率下的循环图。图3(c）中760℃烧成材料在100次循环后有较高的容量保持率，为86.94%，这主要是因为此时材料有着较小的粒径，比表面积相对较大，增加了活性物质与电解质间的界面接触面积，使材料有较好的循环稳定性，但其初始放电比容量较低，只有167.09 m Ah/g。780、800℃下的材料有着较高的初始放电比容量，分别为192.34、195.23 m Ah/g，在100次循环后其容量保持率分别为81.65%和80.27%。而820℃材料容量保持率最差，为40.79%，这归因于高温烧结时材料的一次颗粒异常长大且团聚现象严重、形貌不规整，不仅增加了Li+的扩散路径，还让电荷转移阻抗增加，使电性能变差。分析图3(d）和表2中数据，800℃烧结材料有较好的循环性能，5 C高倍率电流下，200次循环后材料仍有76.71%的容量保持率，这归因于800℃烧结时材料有较好的层状结构且阳离子混排度较低，晶体生长较完整，增加了Li+脱嵌速率，利于材料电性能，这与XRD测试结果一致；而820℃烧结的材料循环性能最差，200次循环后只有59.47%的容量保持率，这主要是因为材料团聚现象严重，阻碍Li+的扩散，增加了电荷转移阻抗值，与SEM图测试结果相同。