錳酸鋰主要為尖晶石型錳酸鋰 尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三維鋰離子通道的正極材料，至今一直受到國內(nèi)外很多學(xué)者及研究人員的極大關(guān)注，它作為電極材料具有價(jià)格低、電位高、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望取代鈷酸鋰LiCoO2成為新一代鋰離子電池的正極材料。 合成性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的正極材料錳酸鋰是鋰離子蓄電池[ 墨鉅:鉛酸蓄電池 ]電極材料的關(guān)鍵,錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一。但其較差的循環(huán)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性卻大大限制了其產(chǎn)業(yè)化,摻雜是提高其性能的一種有效方法。摻雜有強(qiáng)M-O鍵、較強(qiáng)八面體穩(wěn)定性且離子半徑與錳離子相近的金屬離子,能顯著改善其循環(huán)性能。 錳酸鋰與鈷酸鋰,三元等其他正極材料相比最大的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,最大的缺點(diǎn)是容 錳酸鋰量低(只能發(fā)揮到100-110,河南思維典型值:105),壓實(shí)低，導(dǎo)致不太好壓.是鈷酸鋰和三元材料的過渡產(chǎn)品.在動(dòng)力電池方面 很有可能被三元取代 。 錳酸鋰結(jié)構(gòu)：LiMn2O4是一種典型的離子晶體，并有正、反兩種構(gòu)型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m對(duì)稱性的立方晶體，晶胞常數(shù)a=0.8245nm，晶胞體積V=0.5609nm3。氧離子為面心立方密堆積(ABCABC….，相鄰氧八面體采取共棱相聯(lián))，鋰占據(jù)1/8氧四面體間隙（V4）位置(Li0.5Mn2O4結(jié)構(gòu)中鋰作有序排列：鋰有序占據(jù)1/16氧四面體間隙)，錳占據(jù)氧1/2八面體間隙（V8）位置。單位晶格中含有56個(gè)原子:8個(gè)鋰原子，16個(gè)錳原子，32個(gè)氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石結(jié)構(gòu)的晶胞邊長(zhǎng)是普通面心立方結(jié)構(gòu)(fcc)型的兩倍，因此，每個(gè)晶胞實(shí)際上由8個(gè)立方單元組成。這八個(gè)立方單元可分為甲、乙兩種類型。每?jī)蓚€(gè)共面的立方單元屬于不同類型的結(jié)構(gòu)，每?jī)蓚€(gè)共棱的立方單元屬于同類結(jié)構(gòu)。每個(gè)小立方單元有四個(gè)氧離子，它們均位于體對(duì)角線中點(diǎn)至頂點(diǎn)的中心即體對(duì)角線1/4與3/4處。其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單描述為8個(gè)四面體8a位置由鋰離子占據(jù)，16個(gè)八面體位置(16d)由錳離子占據(jù)，16d位置的錳是Mn3+和Mn4+按1:1比例占據(jù)，八面體的16c位置全部空位，氧離子占據(jù)八面體32e位置。該結(jié)構(gòu)中MnO6氧八面體采取共棱相聯(lián)，形成了一個(gè)連續(xù)的三維立方排列，即[M2]O4尖晶石結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為鋰離子的擴(kuò)散提供了一個(gè)由四面體晶格8a、48f和八面體晶格16c共面形成的三維空道。當(dāng)鋰離子在該結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散時(shí)，按8a-16c-8a順序路徑直線擴(kuò)散(四面體8a位置的能壘低于氧八面體16c或16d位置的能壘)，擴(kuò)散路徑的夾角為107°，這是作為二次鋰離子電池正極材料使用的理論基礎(chǔ)。 市場(chǎng)人士表示，錳酸鋰和錳酸鋰電池行業(yè)的發(fā)展前景廣闊。