锰酸锂电池锂结构

　　Limn2O4是典型的离子晶体，有正反两种构型，经XRD分析可知正尖晶石Limn2O4为立方体晶体，FD3M对称，晶胞常数A=0.8245nm，晶胞体积v=0.5609nm3。氧离子呈紧密堆积的面立方体(ABCABC….，相邻氧八面体共同连接)，锂占据1/8氧四面空隙(V4)位置(li0.5mn2o4结构，锂有序排列：锂有序占据1/16氧四面)，锰占据1/2氧四面空隙(V8)位置。单元晶格含有56个原子：8个锂原子，16个锰原子，32个氧原子，其中MN3+和MN4+各占50%。由于尖晶石结构的片胞长度是普通面立方结构(FCC)型(FCC)型的两倍，所以每个晶胞实际上是由8个立方单元组成的。这8个立方单元又可分为A型和B型两种。每两个共存的立方单元属于不同类型的结构，每两个立方单元又属于类似的结构。每个小立方单元有4个氧离子，它们分别位于对角线指向中心的位置，即中心的1/4和3/4。其结构可简单描述为8个四方晶格8A位置被锂离子占据，16个章鱼位置(16D)被锰离子占据，16D位置上的锰按1：1的比例为MN3+和MN4+全部空位，氧离子占据章鱼32E的位置。在此结构中，MNO6氧章鱼通过公共边连接在一起，形成连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了立方晶格16C所形成的三维空路。锂离子在此结构中扩散时，8A-16C-8A顺序路径的扩散路径为直线扩散(四面体8A位置处的能垒低于氧章鱼16C或16D的能垒)，扩散路径夹角为107°，这是二次锂离子电池使用的理论基础。

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