锂锰氧化物是目前比较有前景的锂离子正极材料之一,与传统正极材料钴酸锂相比,锂锰氧化物具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优势,是理想的动力电池正极材料,但其循环性能和电化学稳定性较差,大大限制了其产业化。锂锰氧化物主要包括尖晶石型锂锰氧化物和层状结构锂锰氧化物,其中尖晶石型锂锰氧化物结构稳定,易于实现工业化生产,目前市场产品均采用该结构。尖晶石型锂锰氧化物属于立方晶系,Fd3m空间群,理论比容量为148mAh/g。由于其三维隧道结构,锂离子可以可逆地脱离尖晶石晶格,而不会导致结构坍塌,从而表现出优异的倍率性能和稳定性。
如今,锂锰氧化物能量密度低、循环性能差的传统观念已有很大改善(万里新能源典型值:123mAh/g,400次循环,高循环型:107mAh/g,2000次循环)。表面改性和掺杂可以有效改变其电化学性能,表面改性可以有效抑制锰的溶解和电解液的分解。掺杂可以有效抑制充放电过程中的Jahn Teller效应。表面改性和掺杂相结合无疑可以进一步提高材料的电化学性能,相信会成为未来尖晶石型锂锰氧化物改性研究的方向之一。
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