LiMn2O4原料因其儲(chǔ)存豐富、價(jià)格低廉、極易合成等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為動(dòng)力型鋰離子電池正極材料最理想的正極材料之一。

    LiMn2O4的結(jié)構(gòu)。尖晶石型的LiMn2O4屬于Fd3m空間群，氧原子為面心立方密堆積，錳占據(jù)1/2八面體空隙16d位置，而鋰占據(jù)1/8四面體8a位置。空的四面體和八面體通過(guò)共面與共邊相互聯(lián)結(jié)，形成三維的鋰離子擴(kuò)散通道。鋰離子在尖晶石中的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)在10-14～10-12m12·s-1。LiMn2O4。理論容量為148mA．h．曠1，可逆容量一般可達(dá)140mA．h．曠1。充放電過(guò)程可以分為4個(gè)區(qū)域：在O<x<0.1時(shí)，Li+嵌入到單相A (y-Mn02)中；在0.1<x<0.5時(shí)，形成A和B(Li0.5Mn204)兩相共存區(qū)，對(duì)應(yīng)充放電曲線的高壓平臺(tái)（約4.15V）；x>0.5時(shí)，隨著Li+的進(jìn)一步嵌入便會(huì)形成新相C(LiMn204)和B相共存，對(duì)應(yīng)于充放電曲線的低壓平臺(tái)(4.03～3.9V)。

    該材料具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如果放電電壓繼續(xù)降低，Li+還可以嵌入到尖晶石空的八面體16c位置，形成Li2Mn204，這個(gè)反應(yīng)發(fā)生在3.OV左右。當(dāng)Li+在3V電壓區(qū)嵌入／脫出時(shí)，由于Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng)引起尖晶石結(jié)構(gòu)由立方對(duì)稱(chēng)向四方對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)變，材料的循環(huán)性能惡化。因此，LiMn204的放電截止電壓一般在3.OV以上。除了對(duì)放電電壓有特殊要求外，LiMn204的高溫循環(huán)性能和儲(chǔ)存性能也存在問(wèn)題。


 
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