图4中球形物为NCM811颗粒，通过对比可知，经过10次循环后 1#配方和2#配方NCM811颗粒完整，与循环前无明显差异，3#配方活性物质结构破坏严重，无完整的球形颗粒。在充放电过程中锂离子的嵌入与脱嵌会使材料受到各向异性应力，产生膨胀(或收缩)，使得材料产生内部微裂纹。这些裂纹使材料比表面积增大，多次充放电循环就会使电极材料粉碎化，粉碎后的颗粒无法参与电化学反应，并且新增表面暴露在电解液中，会加剧副反应，加速正极电化学性能衰减。
本文中3#配方导电剂不足是导致电极材料粉碎化的直接原因。为了满足恒流充放电需求，活性物质颗粒将参与电子导电，活性物质颗粒电子导电性较差，会产生大量焦耳热，进而导致活性物质出现高温状态，高温又将导致活性物质颗粒膨胀，最终在各向异性应力与高温双重条件下，活性物质颗粒出现粉碎化现象。
由图4中3#配方经过10次循环出现活性物质粉碎化现象，可以很好地解释图3中3#配方放电容量快速衰减和库仑效率低的问题。随着活性物质颗粒结构被破坏，有效活性物质颗粒逐渐减少，且粉碎化后出现的新界面与电解液发生副反应，导致极片中电解液匮乏，放电容量快速衰减。3#配方半电池10次循环充放电容量见表4。由表4可知，每次充电容量均高于上一次放电容量，说明充电时能够使上次放电嵌入正极活性物质的锂离子充分脱嵌，但是充电后放电容量则明显降低，由于半电池负极为锂金属，锂离子来源充足，说明正极材料中可嵌入锂离子活性物质在减少。由此可以推断，正极活性物质粉碎化是在充电过程发生的。每次正极活性物质发生粉碎量较大，导致库仑效率较低。
综上所述，涂层中活性物质比例较低时，活性物质比容量发挥较高，但涂层比容量较低，原因在于非活性物质比例较高；涂层中活性物质比例过高时，活性物质比容量较低，且容易发生活性物质粉碎化现象，这是因为导电剂比例过低，半电池充放电过程中产生较强的欧姆极化，活性物质比容量降低导致涂层比容量降低。2#配方与1#、3#配方相比，具有较高的活性物质平均放电比容量190.9mAh/g，较高的涂层平均放电比容量178.5mAh/g，较高的放电容量保持率和库仑效率。涂层中活性物质含量为97.3%时，充电过程出现活性物质严重粉碎化现象。选择2#配方作为目标配方进行压实密度对正极性能的影响研究。
2.2 压实密度对正极性能的影响
2.2.1 压实密度对活性物质比容量的影响
极片辊压后的压实密度直接影响电池性能，辊压能够使涂层内部物质接触更紧密，提高涂层在集流体上的附着力，降低电极内部孔隙率，减小电解液用量需求的同时，还能使电极表面更加平整，提高电流密度的一致性。选择2#配方研究压实密度分别为3.325、3.5、3.675g/cm3时的极片性能。辊压前后正极片光学图片见图5。
由图5 可知，正极片经过辊压后表面细致光滑，涂层无脱落现象。对辊压后的正极片冲片并组装扣式半电池进行测试，每种压实密度极片组装四个半电池，首次充放电测试结果见表5。
由表5可知，涂层压实密度为3.325、3.5和3.675g/cm3时活性物质平均放电比容量及平均首次库仑效率均相差不大，分别为180.3 mAh/g、85.3%，181.5mAh/g、85.9%，179mAh/g、84.7%。与未经过辊压极片的测试结果对比可知，极片经过辊压后的活性物质首次放电比容量明显低于未经过辊压极片的190.9mAh/g，平均首次库仑效率略低于未经过辊压极片的87%。经过辊压后首次放电比容量降低是因为涂层中活性物质之间致密程度提高，部分活性物质之间紧密接触，放电时接触位置锂离子嵌入困难。另外，涂层内部锂离子迁移的迂曲度变大，锂离子向涂层内部活性物质迁移路径和阻力增大，导致放电电压降低，最终表现为容量降低。平均首次库仑效率降低是因为：充电是锂离子从正极活性物质脱嵌、在电解液中迁移及在负极上还原的过程，在外电场的持续作用下，涂层经过辊压后物理状态的改变对活性物质充电比容量影响较小，放电比容量降低导致库仑效率下降。
不同压实密度极片首次放电比容量之间的差异在于：随着压实密度增加，涂层内导电剂之间接触更充分，能形成更好的三维导电网络，有利于降低电池欧姆极化，提高电池放电电压，但是随着压实密度提高，活性物质之间接触紧密，锂离子在涂层内迁移迂曲度及传输阻力增加，导致电化学极化增大，所以随着压实密度提高，出现放电比容量先增加后降低的现象。
