锰酸锂是目前比较有前景的锂离子正极材料之一,与钴酸锂等传统正极材料相比,锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、性能优良等优点,是目前应用最为广泛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。锰酸锂主要有尖晶石-锰酸锂和锂方型结构,其中尖晶石-尖晶石型锰酸锂结构稳定,易于实现工业化生产,现今市场上的产品均为此结构。尖晶石-尖晶石型锰酸锂属于立方晶系,FD3M空间群,理论比容量为148mAh/g,由于具有三维隧道结构,锂离子可以从尖晶石晶格中脱出,不会造成结构的塌陷,具有优异的感性性能和稳定性。
如今传统锰酸锂能量密度高、循环性能差的弊端已被极大改变(万里新能源典型值:123mAh/g,400次,高循环典型值107mAh/g,2000次)。表面改性和掺杂对电化学性能进行了有效的改性,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。认为表面改性和掺杂相结合无疑可以提高材料的电化学性能,相信未来会成为锰酸锂研究的方向之一。
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