路杰 刘庆国 蒋国胜 何立强

【摘要】锂离子电池正极材料钴酸锂因价格昂贵、原料有限、污染严重、有毒性， 以及其过充不安全性决定了它不可能在大容量和大功率电池中得到应用。尖晶石型锰酸锂以其良好的安全性能以及低廉的成本， 成为了锂离子电池在动力领域替代钴酸锂的理想的正极材料。综述了锂离子电池正极材料尖晶石型锰酸锂的制备方法、存在的问题以及解决方案。同时对尖晶石型锰酸锂作为锂离子动力电池正极材料的发展趋势进行了展望。

【关键词】锂离子电池；正极材料；尖晶石；锰酸锂

尖晶石型锰酸锂的理论比容量为148mA.h /g， 比钴酸锂和镍酸锂的理论比容量低得多， 但其可逆锂离子脱嵌率几乎可达90%， 并且因其成本低廉、耐过充过放性能较佳以及对环境友好的优点， 而成为当前锂离子电池正极材料研究的热点， 是最有希望替代锂钴氧化物的正极活性材料之一。

1、国内外研究概况

1.1 制备方法概述

尖晶石型锰酸锂的合成方法可分为固相法和液相法两类。固相法又可细分为高温固相法、熔融浸渍法、微波化学法等；液相法包括溶胶-凝胶法、离子交换法、水解沉淀法、Pech in i法等。1958 年， D.G. W ichham 等在850℃下用Li2CO3和MnO2的混合物， 首次固相反应合成锰酸锂。由于高温固相合成法操作简便， 易于工业化， 是合成锰酸锂的传统方法。顾大明等采用固相合成法， 以LiOH.H2O， nO2和Mn（CH3 COO）2为反应物， 加入适量的蒸馏水为分散剂， 将固体反应物搅拌、分散均匀、烘干；采用二次烧结方法， 在空气中合成尖晶石型锰酸锂正极材料， 首次放电比容量达到117.3mA.h/g， 50次循环后， 放电比容量为107.9mA.h/g， 比容量保持率为92.0%。……