LiZr2(PO4)3包覆对高镍三元正极材料结构及电化学性能的影响

刘琳琳，刘 杰，陈前林，罗诗键，李翠芹

(贵州大学化学与化工学院，贵阳 550025)

0 引 言

为早日实现“碳达峰”和“碳中和”的目标，全世界越来越多的国家制定了淘汰汽油汽车、加快发展新能源汽车的政策，促进了市场对锂离子电池电动汽车需求量的增长[1]。而在锂离子电池组成中，正极材料是最为关键的一部分，其成本大约占据了整个电池的三分之一。锂离子电池正极材料包括LiFePO4(LFP)和层状LiNixCoyMnzO2(x+y+z=1，NCM)。相对于LFP，NCM正极材料具有较大的能量密度，在电动汽车领域得到广泛的应用。目前商业化应用的NCM正极材料为LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2(NCM111)和LiNi0.5Mn0.2Co0.3O2(NMC523)。但因为上述材料钴含量较高，导致其成本相对较高，而且钴的毒性限制了其未来的应用[2-3]。所以富镍/贫钴的LiNixCoyMnzO2(x≥ 0.6，y≤ 0.2，x+y+z=1)如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)正极因其高能量密度和低成本、低毒性的优点而受到广泛关注，并且是提高下一代锂离子电池竞争力的有效方法。然而，富镍/贫钴材料在合成过程中存在Li+/Ni2+混排[4]，结构稳定性和循环稳定性差的问题，阻碍了三元正极材料在电池电动汽车领域的广泛应用[5]。

解决这些问题的主要方法之一是在NCM811中掺杂阳离子，如Ti4+、Zr4+、Al3+、Mg2+、V5+等[6-7]。离子掺杂作为一种典型的方法可以抑制Li+/Ni2+混排，提高结构稳定性，但富镍/贫钴材料溶解的问题仍然需要解决。

解决富镍/贫钴结构不稳定的另一种有效方法是表面包覆改性。表面包覆改性通过在表面提供物理屏障，可防止富镍/贫钴活性材料与电解液直接接触，大幅缓解富镍/贫钴材料的溶解。例如，Al2O3、MgO、ZrO2等金属氧化物已被证明在电化学循环期间有效地提高了层状阴极材料的容量保持率[8-11]。此外，LiAlO2、Li3VO4和Li2ZrO3等含Li材料可以促进锂离子电池界面上的Li+扩散，表现出高倍率性能和长循环寿命[12-14]。

然而，大多数包覆改性材料都是由于锂离子绝缘体仅形成了均匀的包覆层，包覆材料的容量和电压平台较低，无法满足高容量和高能量密度的要求。尖晶石型磷酸盐作为一种表面包覆材料，由于其稳定的结构和较高的锂离子扩散速度，近年来引起了研究人员的兴趣。LiZr2(PO4)3(LZPO)是一种优良的固体电解质，室温Li+电导率超过0.01 S/m。同时，其具有良好的化学稳定性和较宽的电化学稳定性，被广泛用于正极材料的表面包覆，如Zhang等[15]将LiZr2(PO4)3包覆在LiNi0.82Co0.15Al0.03O2(NCA)的表面，提高了材料在高电压下的倍率能力和循环稳定性能。

因此本文以共沉淀法制备NCM811前驱体， 对前驱体进行高温煅烧得到NCM811三元正极材料，然后对三元正极材料NCM811进行LZPO的包覆改性，得到一系列LZPO改性材料，对制备得到的三元正极材料进行XRD物相结构分析，然后采用Rietveld 结构精修方法对改性前后的三元正极材料的物相结构参数进行全谱拟合，得到三元正极材料的精细结构，从而获得改性前后的三元正极材料晶胞参数、锂镍混排程度等信息，同时测定材料的电化学性能。通过探究LZPO包覆改性对NCM811材料的精细结构和电化学性能的影响，从而确定最佳的LZPO包覆改性配比，获得性能更优的三元正极材料，为三元正极材料的商业化应用提供参考。

1 实 验

1.1 实验原料

本实验选用的材料为硫酸镍(NiSO4·6H2O)、硫酸钴(CoSO4·7H2O)、硫酸锰(MnSO4·H2O)、氨水(NH3·H2O)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化锂(LiOH·H2O)、磷酸二氢锂(LiH2PO4)、硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)，以上试剂均为分析纯，由上海麦克林公司提供。导电炭黑(比利时产，电池级)、聚偏二氟乙烯(上海产，电池级)、N-甲基吡咯烷酮(河南产，电池级)、铝箔(深圳产，电池级)、金属锂片(天津产，电池级)、LiPF6(深圳产，电池级)，以上所有试剂无需额外处理可直接进行使用。

1.2 正极材料制备

本实验采用液相共沉淀法合成Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱粉体。合成步骤如下：首先，将NiSO4·6H2O、CoSO4·7H2O和MnSO4·H2O以摩尔比8∶1∶1配置成金属阳离子混合溶液，同时，配制共沉淀剂NaOH溶液和NH3·H2O溶液。然后，向特制的反应釜(1.5 L)中加入共沉淀剂200 mL(1.0 mol·L-1NH3·H2O和0.008 g NaOH)，向反应釜持续不断地充入氮气，向反应釜中缓慢加入金属阳离子混合溶液、NaOH溶液和NH3·H2O溶液，反应的过程中同时启动搅拌器，搅拌的速率设置为1 000 r/min，设置反应釜的温度为55 ℃，直到反应釜内混合溶液pH值为11.5左右，并且维持此pH值直到共沉淀反应结束，反应结束后静置12 h。将共沉淀反应所得的黄绿色沉淀进行三次以上洗涤抽滤，对抽滤的沉淀进行真空干燥，干燥之后得到Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱粉体。称取摩尔比为 1.05∶1 的 LiOH·H2O 和Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2前驱粉体，在行星球磨机中将两者充分混合，然后在氧气环境800 ℃下烧结8 h，制备出实验所需NCM811三元正极材料。

1.3 材料改性

采用湿法涂覆加高温退火的方式在NCM811材料表面原位形成LZPO导电涂层。实验过程如下:将36.2 mg Zr(NO3)4·5H2O和13.15 mg LiH2PO4均匀溶解在30 mL乙醇溶液中并超声搅拌1 h，形成乳白色溶液A。同时，将2 g NCM811黑色粉末加入到30 mL乙醇中形成黑色悬浮液B，持续搅拌1 h。然后将悬浮液B逐滴加入到A中，45 ℃恒温磁力搅拌12 h后挥发乙醇收集粉末，在110 ℃真空下干燥过夜。将此LZPO@NCM811改性材料在750 ℃的氧气气氛下保温2 h，得到1% LZPO@NCM811。通过调节NCM811与LZPO的质量比，可以得到不同LZPO含量的NCM811。作为对比，原始的NCM811粉末是通过相同的退火工艺而不添加LZPO得到的。最后，将0、1%、2%、3%(质量分数)的LZPO含量标记为NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM和3.0%LZPO@NCM。

1.4 材料物相结构与微观形貌表征

在分析NCM811三元正极材料及包覆材料粉末样品的物相组成时，应用荷兰帕纳科X 射线衍射(XRD) 仪，此仪器工作电压为40 kV，电流为40 mA，Cu Kα靶，仪器采集数据的步长为0.02°，每步的停留时间为0.2 s。仪器的测量范围10°～120°，仪器的工作模式是连续采集。实验最后获得的XRD数据是通过使用Fullprof软件的Rietveld方法细化的。

1.5 半电池的组装和电化学性能测试

按质量比为85∶10∶5称取相应的三元正极活性材料(NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM、3.0%LZPO@NCM)、导电乙炔黑、聚偏二氟乙烯，并且与适量的N-甲基吡咯烷酮混合均匀，混合成大小均匀的浆材,再涂于铝箔上,将铝箔材料置于100 ℃真空干燥箱中风干12 h,然后用辊压进行加工之后,冲切成为孔径为12 mm的圆形电极片。扣式电池(CR2032)在手套箱的氩气气氛下进行拼装，将所制备的材料做出金属正极极片,而负极是金属单质锂,隔离层是多孔聚丙烯膜,LiPF6溶液是电解液。用蓝电CT2001A 型测试仪 (LANDCTR2001A,中国武汉)完成电池的充放电、倍率性能和循环性能试验[16]，进行电化学性能测试。电化学阻抗谱图(EIS 100 kHz)及循环伏安测试在上海辰华760E电化学工作站上进行测试，电化学阻抗测试频率范围为10 mHz～100 kHz。

1.6 Rietveld精修[17]

1966年，Hugo M Rietveld(荷兰科学家)提出基于中子粉末衍射的Rietveld 精修，Rietveld 精修通过拟合整个衍射图(包括峰强度、峰位置、峰形状、对称性等)来精修晶体的XRD图谱，获得物质的精细结构。

XRD谱图中某衍射峰(hkl)的衍射强度如式(1)所示：

Yhkl=GhklIhkl

(1)

式中：Ghkl为峰形参数，本文设置Pseudo-Voigt；积分强度Ihkl是属于某hkl衍射峰，Ihkl的表达式如式(2)所示：

Ihkl=SMhklLhkl|Fhkl|2

(2)

式中：S为标度因子；Mhkl为衍射线hkl的多重因子；Lhkl为洛仑兹因子；Fhkl为结构因子。

Fhkl的计算公式如式(3)所示：

(3)

式中：hkl表示发生衍射的晶面指数；设置Xj、Yj、Zj为原子j的原子坐标；fj为j原子的散射因子。

XRD 衍射图上任何一处衍射角(2θ)的计算强度见式(4)：

(4)

式中：Y(2θ)C为计算获得的强度值；Y(2θ)b为背景强度值；GhklIhkl为衍射峰强度值。

Rietveld 方法如下：使用计算机程序将计算的衍射强度与测量得到的衍射强度按点进行一一比较，并使用最小二乘法调整结构的原子参数和峰形参数，以确保计算出的峰形状与测量的峰形状相匹配。最小二乘法精修过程中应最小化的量称为残差M(见式(5)):

(5)

式中：W2θ为权重因子；Y(2θ)O为观测的强度。

利用计算机程序不断调整峰形参数和晶体结构参数，利用最小二乘法使计算得到的光谱与实测光谱拟合。当达到最小的差值(M)时，结构的精修就可以结束了。

判断拟合结果的好坏，是根据计算所得的全谱因子的大小判断的(见式(6)～(9))。

(6)

(7)

(8)

(9)

式中：yiO指代点i处的实测强度值；yiC指代点i处的计算强度值；Wi指代统计权重因子；N指代衍射图谱数据点的数目；P指代拟合中的可变参数的数目。

1.7 精修过程与策略[18]

本文采用X射线衍射仪获取NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM、3.0%LZPO@NCM样品的XRD结果，Rietveld精修要求尽可能宽的扫描范围，以获取高角度部分的数据，步进扫描停留时间在1 s以上，需要10 000以上的衍射峰强度。本文扫描的2θ范围为10°～120°。停留时间2 s，衍射峰强度远高于10 000。

通过“FindIt”软件获得NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM、3.0%LZPO@NCM样品的主相NCM和第二相Li3PO4的“CIF”格式的晶体结构数据文件。本文中的主相NCM三元正极材料采用分子式为Co0.1Li1.03Mn0.1Ni0.77O2(ICSD号为90753)的结构文件，改性三元正极材料1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM、3.0%LZPO@NCM采用同样的结构文件；第二相Li3PO4采用ICSD号为84-0003的结构文件。

本文使用Fullprof软件的“基于参数排序空间的粉末衍射晶体结构自动精修方法”和“最优Rwp值搜索算法”进行精修。在精修过程中，首先通过Fullprof软件将NCM811主相和第二相的“CIF”结构数据文件合并，转化为“PCr”文件，然后利用“PCr”文件控制各参数(峰形参数和结构参数)，从而从计算机程序设计自动化的角度实现晶体结构的精修。

Fullprof软件对晶体参数精修时，首先为所有的峰形参数和结构参数设置相应的初始值(用代码值表示)，然后不断使用UltraEdit软件对“PCr”文件进行修改和完善(通过设定码值来实现)，定制精修策略(优化结构参数和峰形参数精修的先后顺序)，然后根据定制的精修策略，精修后的晶体参数需要逐步选取进行拟合计算(理论计算强度迭代拟合XRD数据的实验强度)。在每次成功的Fullprof精修后，程序将通过精修获得的晶体参数值写入晶体信息控制“PCr”文件，再次选择新的晶体参数进行精修，并持续优化精修过程，直到拟合好坏的判别因子和χ2达到预期值(Rwp小于15，χ2值小于5)，要求对XRD数据的所有关键结构参数和峰形参数进行精修。晶体结构精修的目的是通过不断迭代精修各种参数来实现的[19]。

本论文以Rwp值和χ2值为考核指标，通过探索和优化，确定样品XRD数据精修的晶体参数顺序为:(1)零位校正(Zero)；(2)主相NCM811的标度因子(Scale factors)和第二相Li3PO4的标度因子(Scale factors)按次序精修;(3)按先后次序精修主相NCM811的晶胞参数(a,b,c)和第二相Li3PO4晶胞参数(a,b,c)；(4)同时精修主相和第二相Li3PO4的高兹峰宽(U,V,W)，随后同时精修两相的洛仑兹峰宽(Shape, X)；(5)同时精修两相的不对称参数(Asy1，Asy2，Asy3，Asy4，Pre1)；(5)精修XRD数据的背底参数(Background);(6)精修主相的原子坐标、温度因子和占有率。

2 结果与讨论

2.1 LZPO包覆对NCM811物相的影响及Rietveld精修结果分析

为了探究不同LZPO包覆量对NCM811正极材料相结构的影响，采用XRD对所有样品粉末进行相结构表征，结果如图1和表1所示。图1(a)结果表明，参照标准谱图可知，所有样品都呈现尖锐的衍射峰形，表明样品的结晶性良好，改性前后的材料都属于层状R-3m空间群，样品的主相与LiNiO2的标准谱图(PDF #74-0919)有良好对应。在包覆量为1%、2%和3%样品出现了第二相Li3PO4(PDF #84-0003)特征峰。从图1(b)和1(c)中观察到所有样品都有明显的(006)/(102)和(108)/(110)劈裂峰，说明所有样品结晶完整，具有较好的六方层状结构[20]，相对应的电化学性能也越好。由于Li+的半径(0.076 nm) 与Ni2+的半径(0.069 nm) 相近，Ni2+容易迁移到Li层造成Li+/Ni2+混排。这种阳离子无序导致了(003)面在Bragg角θd(003)处的相干性变差，导致(003)峰强度降低。然而，由于Li层中的Ni2+也在(104) 晶面上，(104) 峰的相干性增大，导致(104)峰的强度增大。因此，I003/I104峰强度比值越高，样品中的Li+/Ni2+混排程度越低[19]。本论文中所有样品的I003/I104值数据见表1，由表1可知，NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM和3.0%LZPO@NCM样品的003/104峰强度比值I003/I104值分别为1.43、1.66、1.57、1.53，样品的I003/I104峰强度比值均大于1.2， 1.0%LZPO@NCM样品的I003/I104峰强度比值最高，说明适量LZPO包覆能有效抑制三元正极材料的Li+/ Ni2+混排量，保持三元正极材料良好的层状结构。

图1 NCM811和LZPO@NCM的XRD图谱:(a)所有样品的全谱图;(b)(006)/(102)面放大图;(c)(108)/(110)面放大图Fig.1 XRD patterns of NCM811 and LZPO@NCM: (a) XRDpatterns of all samples; (b) enlarged patterns of (006)/(102); (c) enlarged patterns of (108)/(110)

图2为XRD图谱的(003)面特征峰放大图。从图中可以看出，LZPO包覆可导致样品的衍射峰向2θ衍射峰向低角度偏移，且包覆量越大， (003)的衍射峰向较低偏移的程度越大。这是由于在对包覆LZPO的NCM811样品进行高温煅烧的过程中，LZPO中Zr4+通过固相扩散的作用进入到NCM811材料的内部，取代活性较强的Ni2+，而Zr4+的半径(0.072 nm)大于Ni2+(0.069 nm)的半径，使得NCM811的晶胞体积变大，晶面间距变大，从而衍射峰会从高角度向低角度偏移。

图2 NCM811和LZPO@NCM 的XRD图谱的(003)面放大图Fig.2 Enlarged patterns of the (003) surface of the XRD patterns of NCM811 and LZPO@NCM

利用Fullprof程序对所有样品的XRD图谱进行精修后，获得如图3所示的全谱拟合结果图。精修数据结果如表1所示。表1为Rietveld 精修质量的评价参数，通过表1 可知R因子(Rwp、Rp)均低于 15%，χ2均小于5，完全符合1.6小节中所述的精修质量判定标准，表明通过Rietveld精修得到样品的Li+/Ni2+混排及晶胞参数等结果是可靠的。

表1 NCM811和LZPO@NCM的XRD精修数据结果表Table 1 XRD Rietveld refinement results of NCM811 and LZPO@NCM

图3 三元正极材料LZPO@NCM811和原始样品的XRD Rietveld精修结果Fig.3 XRD Rietveld refinement results of ternary cathode material LZPO@NCM811 and original samples

表2为Rietveld 精修获得样品的晶胞参数，表2结果表明，样品的晶胞参数(a,c)和晶格体积随着NCM正极材料表面的LZPO包覆量的增加而逐渐增大， 而晶胞参数和晶胞体积变大会导致晶面间距变大，根据布拉格衍射方程2dsinθ=kλ(k=1,2,3…)可知[20]，晶面间距d与衍射角θ成反比，晶面间距逐渐变大会导致衍射峰向低角度偏移，这与图2得到的结论一致。说明在NCM811三元正极材料表面包覆LZPO会导致材料的晶面间距变大，而较大的晶面间距更有利于锂离子的传输，扩大锂离子电导率，从而提升三元正极材料的电化学性能。同时，表2中Li+/Ni2+混排的数据表明，随着LZPO包覆量的增加Li+/Ni2+混排量呈现出先下降，后上升的趋势，其中1.0%LZPO@NCM样品的Li+/Ni2+混排量最低，为2.21%，而表1中1.0%LZPO@NCM样品的I003/I104值最高，为1.66，说明LZPO包覆能有效降低NCM811材料的Li+/Ni2+混排程度。而随着LZPO包覆量的增加，LZPO在NCM811表面形成了较厚的包覆层，不利于Li+的传输，导致Li+/Ni2+混排量随着LZPO的包覆量的增加而增加，从而导致包覆三元正极材料的电化学性能变差。

表2 NCM811和LZPO@NCM的晶胞参数Table 2 Unit cell parameters of NCM811 and LZPO@NCM

2.2 材料的电化学性能分析

正极材料是决定锂离子电池容量、循环性能和电化学阻抗关键因素。图4为NCM811、1.0%LZPO@NCM、2.0%LZPO@NCM和3.0%LZPO@NCM样品在0.1 C倍率下的首次充放电曲线。由图4可知，材料的首次放电比容量随着LZPO包覆量的增加，先增加到达某个峰值之后，又随之降低，1.0%LZPO@NCM样品的首次放电容量最高，为210.16 mAh/g。而导致这些现象的原因是：(1)LZPO在NCM811三元正极材料的表面形成包覆层，使得正极材料的Li+/Ni2+混排程度降低，同时包覆可以减少电解液跟正极活性材料的接触，减少正极活性材料的溶解；(2)LZPO作为一种快离子导体包覆在三元正极材料表面，能够提高充放电过程中锂离子扩散速率。但而随着LZPO包覆量的增加，LZPO在NCM811表面形成了较厚的包覆层，使Li+扩散通道受阻，导致材料的首次放电比容量随着包覆量的增加而减小，这与本文2.1小节得到的结论一致。

图4 正极材料首次充放电曲线Fig.4 First charge-discharge curves of NCM811 and LZPO@NCM

图5是正极材料倍率性能曲线，在2.7～4.3 V的电压范围内，25 ℃的测试条件下，对四种样品的倍率性能进行测试分析。由图可看出电流密度为0.2 C时，2.0%LZPO@NCM样品表现出了最高的放电容量，随着电流密度由0.2 C增加至10 C,2.0%LZPO@NCM及3.0%LZPO@NCM样品的放电容量发生显著衰减，而1.0%LZPO@NCM样品表现出较高的放电容量。在10 C时，1.0%LZPO@NCM样品的放电容量为145.7 mAh/g，而原始样品NCM811、2.0%LZPO@NCM及3.0%LZPO@NCM样品的放电容量分别为114.2 mAh/g、133.5 mAh/g、129.8 mAh/g， 1.0%LZPO@NCM样品在10 C时倍率性能是最佳，说明适量LZPO包覆有利于增加电池的倍率性能。

图5 正极材料倍率性能曲线Fig.5 Rate performance curves of NCM811 and LZPO@NCM

图6是改性样品和原始样品的循环性能曲线，在电压范围(2.7～4.3V)内，25 ℃，1 C倍率下对原始样品以及不同包覆样品进行循环性能测试。如图6所示，可以看出1.0%LZPO@NCM样品，以 1 C的倍率循环200次后，放电比容量为210.16 mAh/g(79.4%)，而原始样品NCM811以及不同包覆样品2.0%LZPO@NCM和3.0%LZPO@NCM以1 C的倍率循环200次后，材料的放电比容量和容量保持率分别为202.01 mAh/g(60.0%)、202.06 mAh/g(74.5%)和184.59 mAh/g(73.1%)。以上数据表明，三元正极材料1.0%LZPO@NCM 具有最优循环稳定性。导致这个现象的原因是： LZPO包覆层在NCM811正极材料表面形成致密且薄的包覆层，可以使材料中Li+/Ni2+的混排程度有效地降低，同时LZPO包覆减少了活性正极材料的溶解，从而增加了三元正极材料的长期循环稳定性。

图6 正极材料的循环性能曲线Fig.6 Cycle performance of NCM811 and LZPO@NCM

电化学阻抗谱(EIS)一般用于研究材料的电荷转移阻抗与锂离子扩散速率间的关系。EIS测试对NCM811、1.0%LZPO@NCM样品进行阻抗分析，样品的电化学阻抗结果如图7所表示。从图7中可以看到，原始NCM811样品的电荷转移阻抗为43.88 Ω，而改性后的样品的电荷转移阻抗较原始NCM811样品低，为41.33 Ω，并且包覆后的材料的曲线斜率在低频区大于原始样品NCM811，表明适量的LZPO包覆改性不仅可以提升材料的锂离子扩散速率，同时能减少材料与电解液之间发生的副反应，从而提高材料的电化学性能。

图7 原始样品NCM811与1.0%LZPO@NCM的EIS曲线Fig.7 EIS curves of original sample NCM811 and 1.0%LZPO@NCM

图8是NCM811和1.0%LZPO@NCM的循环伏安(CV)测试图。在样品NCM811的循环伏安测试图中，由于首圈极化程度大，导致了首圈与二、三圈的氧化还原峰的位置存在明显偏移，随着后续极化程度的减小，二、三圈曲线重合度更高,表明电池的充放电库伦效率增加。如图所示,在3.9 V和3.6 V左右的氧化还原峰对应Ni2+/Ni4+电对，并且在4.2 V和4.1 V左右也存在着一组氧化还原峰,代表了Co3+/Co4+的氧化还原电对。图8(a)中原始样品的氧化还原峰差值为0.147 V，而图8(b)中1.0%LZPO@NCM样品的氧化还原峰差值为0.104 V，说明1.0%LZPO@NCM样品氧化还原电对的可逆性更好，电荷更易传输。因此相比原始样品，1.0%LZPO@NCM的电化学性能更突显优异性。

图8 原始样品NCM811(a)和1.0%LZPO@NCM(b)的循环伏安(CV)测试图Fig.8 Cyclic voltammetry plots of original samples NCM811 (a) and 1.0%LZPO@NCM (b)

3 结 论

采用共沉淀法制备NCM811前驱体，之后对NCM811前驱体进行高温煅烧，以此得到三元正极材料。通过LZPO包覆NCM811对三元正极材料进行改性，研究不同包覆量LZPO对NCM811三元正极材料的晶体内部结构和电化学性能的影响，得出LZPO最佳包覆量。经过实验数据分析，得出了以下结论：(1)相比其他样品，1.0%LZPO@NCM样品的锂镍混排量最低，为2.21%；(2)2.7～4.3 V电压区间内，在10 C倍率下，仍有较好的充放电性能(放电容量145.7 mAh/g)，在1 C倍率下，有较好的循环稳定性(200圈容量保持率为79.4%)。同时，1.0%LZPO@NCM样品具有较小的电荷转移阻抗值(41.33 Ω)和较小的氧化还原峰差值(0.104 V)。综上所述，1.0%LZPO@NCM样品的电化学性能最优。总之，本文关于x%LZPO@NCM811的研究为今后NCM811改性提供了方向。