LiMn 2 O 4 在不同浓度 LiTFSI 下的循环性测试

图 3.7（a）、（b）为 LiMn 2 O 4 在不同浓度 LiTFSI 下的循环性能图，倍率分别为 0.5和 1 C，测试电压区间与 CV 窗口相对应。由图（a）可知，当 LiTFSI 浓度为 1 molˑkg -1时，LiMn 2 O 4 整个循环过程中比容量都有大幅度的衰减，比容量从第一圈的 71.4 mAh⋅g -1衰减到 36.5 mAh⋅g -1 ，即 300 圈之后才趋于平稳，容量保持率仅有 45.9%。随着电解液的浓度的升高，衰减状况得到了缓解，在 5 molˑkg -1 LiTFSI 中，LiMn 2 O 4 在 100 圈之后逐渐发生衰减，起始比容量为 72.1 mAh⋅g -1 ，循环 100 圈后比容量从 70.6 mAh⋅g -1 衰减到35.6 mAh⋅g -1 ，容量保持率为 49.4%。 LiTFSI 浓度为 10、15 和 22 molˑkg -1 时，可以从图（a）中观察到前 150 圈都有一段比容量提升，之后发生衰减也非常的平稳，此时拥有良好的循环稳定性，LiMn 2 O 4 对应的起始比容量分别为 73.5、92.4 和 72.9 mAh⋅g -1 ，容量保持率分别是 80%、85%和 83.6%。为了更好的探究不同浓度下 LiTFSI 的循环性能，在测定了低倍率（0.5 C）循环之后，又进一步研究在 1 C 倍率下的循环性能。如图（b）所示，可以看出在 1、5、10 和22 molˑkg -1 LiTFSI 电解液中，LiMn 2 O 4 的比容量在循环 50 圈之后都出现了大幅度的衰减，并都在大约350圈后趋于平缓，各自的起始比容量为59.3、64.2、70.5和68.4 mAh⋅g -1 ，循环 500 圈之后分别衰减到 24.5、26.3、32.9 和 30.2 mAh⋅g -1 。 LiTFSI 浓度为 15 molˑkg -1时，LiMn 2 O 4 的比容量先发生明显的提升，在 300 圈之后逐渐发生衰减，但之后比容量逐渐趋于平稳，500 圈循环后比容量由起始的 84.5 mAh⋅g -1 下降到 58.5 mAh⋅g -1 。由图 3.7可以看出，无论是在0.5 C还是1 C下，循环过程中的库伦效率都非常的优异，说明LiTFSI电解液具有优异的稳定性。经过上述分析可得出 LiMn 2 O 4 在 15 molˑkg -1 LiTFSI 中循环性能更好。