郭文杰(华南理工大学广州现代产业技术研究院，广东广州510641)

尖晶石型锰酸锂的制备方法

郭文杰
(华南理工大学广州现代产业技术研究院，广东广州510641)

尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)以成本低廉、资源丰富和安全性好等优点，成为动力锂离子电池的理想正极材料。但尖晶石锰酸锂的循环寿命低，特别是高温条件下循环寿命更低；存储时产生容量衰减，高温条件下更明显，限制了其应用。介绍了尖晶石型锰酸锂的晶体结构特点以及国内外在尖晶石型锰酸锂制备方面的研究进展。

锰酸锂；正极材料；尖晶石

1981年Hunter[1]首先制备出尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)，而后Goodenough等[2]证实了尖晶石型锰酸锂具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷。尖晶石型锰酸锂一直受到国内外众多学者及研究人员的关注。与钴酸锂(LiCoO2)相比，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无毒无污染、安全性和倍率性能好等优点，在动力电池领域有广阔的应用前景。

1 尖晶石型锰酸锂结构特征

尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，晶胞常数a=0.824 5 nm，晶胞体积v=0.560 9 nm3。氧离子为面心立方密堆积，锂占据1/8氧四面体间隙(V4)位置，锰占据氧1/2八面体间隙(V8)位置。单位晶格中含有8个锂原子、16个锰原子、32个氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50％。其结构可简单描述为锂离子占据8个四面体8 a位，锰离子占据16个八面体16 d位，而八面体的16 c位全部空置，氧离子占据八面体32 e位。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联，形成了一个连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为Li+的扩散提供了一个由四面体晶格8 a、48 f和八面体晶格16 c共面形成的三维空道。……