圖 3.7(a)、(b)為 LiMn 2 O 4 在不同濃度 LiTFSI 下的循環(huán)性能圖,倍率分別為 0.5和 1 C,測試電壓區(qū)間與 CV 窗口相對應。由圖(a)可知,當 LiTFSI 濃度為 1 mol?kg -1時,LiMn 2 O 4 整個循環(huán)過程中比容量都有大幅度的衰減,比容量從第一圈的 71.4 mAh?g -1衰減到 36.5 mAh?g -1 ,即 300 圈之后才趨于平穩(wěn),容量保持率僅有 45.9%。隨著電解液的濃度的升高,衰減狀況得到了緩解,在 5 mol?kg -1 LiTFSI 中,LiMn 2 O 4 在 100 圈之后逐漸發(fā)生衰減,起始比容量為 72.1 mAh?g -1 ,循環(huán) 100 圈后比容量從 70.6 mAh?g -1 衰減到35.6 mAh?g -1 ,容量保持率為 49.4%。 LiTFSI 濃度為 10、15 和 22 mol?kg -1 時,可以從圖(a)中觀察到前 150 圈都有一段比容量提升,之后發(fā)生衰減也非常的平穩(wěn),此時擁有良好的循環(huán)穩(wěn)定性,LiMn 2 O 4 對應的起始比容量分別為 73.5、92.4 和 72.9 mAh?g -1 ,容量保持率分別是 80%、85%和 83.6%。為了更好的探究不同濃度下 LiTFSI 的循環(huán)性能,在測定了低倍率(0.5 C)循環(huán)之后,又進一步研究在 1 C 倍率下的循環(huán)性能。如圖(b)所示,可以看出在 1、5、10 和22 mol?kg -1 LiTFSI 電解液中,LiMn 2 O 4 的比容量在循環(huán) 50 圈之后都出現(xiàn)了大幅度的衰減,并都在大約350圈后趨于平緩,各自的起始比容量為59.3、64.2、70.5和68.4 mAh?g -1 ,循環(huán) 500 圈之后分別衰減到 24.5、26.3、32.9 和 30.2 mAh?g -1 。 LiTFSI 濃度為 15 mol?kg -1時,LiMn 2 O 4 的比容量先發(fā)生明顯的提升,在 300 圈之后逐漸發(fā)生衰減,但之后比容量逐漸趨于平穩(wěn),500 圈循環(huán)后比容量由起始的 84.5 mAh?g -1 下降到 58.5 mAh?g -1 。由圖 3.7可以看出,無論是在0.5 C還是1 C下,循環(huán)過程中的庫倫效率都非常的優(yōu)異,說明LiTFSI電解液具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。經(jīng)過上述分析可得出 LiMn 2 O 4 在 15 mol?kg -1 LiTFSI 中循環(huán)性能更好。
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