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4.11 變速率充放電測試 變速率充放電測試 變速率充放電測試 變速率充放電測試 (Rate capability tests)
最後本實驗利用變速率充放電來測試三種形態之樣品於較高速 率的放電條件下的表現，共使用了四種不同之放電速率，分別為 0.1 C、1 C、5 C 以及 10 C，下圖 4-27 與表 4-4 為其詳細測試結果，
藉由比較三組樣品於各速率下的平均電容以及衰退率等，來探討不同 形態之 LiFePO4 / C 複合材料對於高速率充放電表現的影響。
首先在不同速率下之平均電容方面，由圖中可見，不管是在低速 率或高速率的放電條件下，三組樣品所呈現的高低趨勢與上述之電容 量相關測試相互符合，具有孔洞結構的樣品均比不具孔洞特性的樣品
要來的好，其中 F(1.5)-C(0.5)-700 此組球狀具孔洞的樣品，在 10 C 的 高速率放電下，電容量還可達 101.69 mAh/g，而在同樣的條件下，
Doherty 等人於 2009 年利用硬模板法所合成之孔洞性 LiFePO4 在 10 C 放電速率下的電容量為 93 mAh/g9。
接著在各樣品本身的衰退率比較上，由表 4-4 中可看出，不具 孔洞結構的 F(1)-C(0.5)-700 此組樣品在 1 C ~ 10 C 的衰退率上，由 1 C 的 12.26 % 到 5 C 的 34.46 %，最後增加至 10 C 的 52.60 %，
為三種 LiFePO4 / C 複合材料形態裡，衰退情形最為嚴重的組別，而 具有片狀孔洞結構的 X(0.5)-C(0.5)-700 則次之，而球狀具孔洞結構 的 F(1.5)-C(0.5)-700 此組樣品到了 10 C 的高速率下，衰退率則只有 37.15 %，同樣比起 Doherty 等人於 2009 年利用硬模板法所合成之 孔洞性 LiFePO4 在 10 C 放電速率下的 42 % 衰退率要來的好9，由 此可見，較小的材料尺寸50及孔洞性結構9對於 LiFePO4 在電化學性 質上的提升有著顯著的貢獻。
Figure 4-27 The charge/discharge patterns at differences rate of LiFePO4 / C synthesized by soft template method.
Table 4-4 The charge/discharge results at differences rate of LiFePO4 / C synthesized by soft template method.
Sample name
1.F(1)-C(0.5) -700
2.F(1.5)-C(0.5) -700
3.X(0.5)-C(0.5) -700 0.1 C 平均電容 (mAh/g) 129.82 161.80 144.91
1 C 平均電容 (mAh/g) 113.91 139.79 124.04 5 C 平均電容 (mAh/g) 85.09 115.36 93.04 10 C 平均電容 (mAh/g) 61.54 101.69 76.45 1 C 與 0.1C 差值 (%) 12.26 13.60 14.40 5 C 與 0.1C 差值 (%) 34.46 28.70 35.79 10 C 與 0.1C 差值 (%) 52.60 37.15 47.24
※
差值 = (0.1 C 平均電容 – X C 平均電容) / 0.1 C 平均電容 * 100 %第
最後在電化學測試的結果上，最佳之組別為球狀具有孔洞性質的 F(1.5)-C(0.5)-700 此組樣品，其在 0.1 C 充放電速率的測試下，最大 電容可達 164 mAh/g 以上，相當於 LiFePO4 理論電容 (170 mAh/g) 的 96 % ，就算放電速率上升到 10 C 時，仍然可保有 100 mAh/g 以 上的電容量。
由上述結果可知，此合成法對於 LiFePO4 材料有著極高的可塑 性，藉由調整界面活性劑與碳源的含量可以有效的控制材料之顆粒尺 寸與內部孔洞結構，且在材料上可同時形成幫助導電的碳網絡，和有 助於電解液擴散的孔洞性質，整體來說，對於 LiFePO4 的導電度與 充放電特性有著良好的改善。
而在未來展望方面，可望尋找出界面活性劑與碳源添加量之最佳 比例，來達到更為縮小其材料尺寸，並同時使材料內部的孔洞性更為 明顯的目的，或者也可改變不同之界面活性劑種類，來合成出具有不 同孔洞性結構之 LiFePO4 / C 複合材料，來使得 LiFePO4 的電化學相 關特性，獲得更進一步的改善。