《表1 全电池的充电截至电压和LixCo O2中的x的关系》

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《高安全高能量锂离子电池设计：高电压层状正极材料》

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为了更加充分地反映正极材料在不同充电状态下材料的热稳定性能，进一步研究了不同充电状态的LixCo O2在不同温度下的热失重。图3（a）所示为LixCo O2正极材料在200～400℃之间有不同程度的质量损失，且充电截止电压越高，热失重起始温度越低，且质量损失越大。为了进一步明确LixCo O2的热反应机理以及热失重与充电态的关系，采用TG-MS来分析正极材料高温时的产气情况。首先明确在不同充电态下，LixCo O2中x的值，其对应关系如表1所示。将x值代入到式（1）中，计算得到O2释放量的理论值，如图3（b）虚线所示。经过计算不同充电态电池O2的实际释放量如图3（b）实线所示。实际O2的释放量与式（1）计算的理论值基本重合，这也充分说明LixCo O2正极材料在无电解液的情况下，在不同充电态质量损失是正极材料本身热分解产生O2造成[22-24]。高电压态4.6V的LixCo O2正极材料释放了其本身质量10.5%的O2，较4.2 V释O2量6.6%高出了3.9%。这是因为随着充电电压的增大，LixCo O2中的（003）峰位降低，峰宽变大，同时（104）峰位降低，LixCo O2的结晶完整度和正离子排列有序度降低，导致了LixCo O2层状结构破坏程度增加（见图4）[25-26]。