锂离子正极三剑客之一：锰酸锂

锂离子正极三剑客之一：锰酸锂

颗粒大小和形貌、粒度分布、比表面积、振实密度以及电极加工性能、高低温循环性能、高倍率充放电性能以及循环性能等方面能够满足目前高端动力型锂离子电池对先进正极材料的要求。

1，LiMn2O4的循环性能差和高温容量衰减

LiMn2O4在高電壓充電條件下,電極中的Mn會溶解到電解液中;在深放電終止時發生Jahn-Teller反應;Li-ion嵌入/脫嵌過程中形成附加相,這些使得LiMn2O4循環壽命差,同時LiMn2O4在高溫下容量衰減迅速也是急待解決的問題.

容量衰减的原因：三价锰发生歧化反应，Mn3+→Mn2++Mn4+，Mn2+溶解形成Li1+xMn2-xO4→H1+xMn2-xO4，氢离子来源于LipF6分解所产生的HF。它取代8a和对16d位的锂离子，生成无活性的HMn2O4。因此解决的办法可以用表面包覆，使尖晶石表面不与HF接触，也可以掺F，生成Li1+xMn2-xO4-xF2。为了切断氢离子源，也尝试用LiBF4代替LipF6，还提到加入沸石，以减少氢离子含量，也掺杂低价阳离子，一取代Mn，掺Al和B效果较好。

2，LiMn2O4的一种合成方法

分析纯LiNO3预先干燥待用，将干燥后的LiNO3与电解二氧化锰（EMD）按0.5：1至0.6：1的比例均匀混合，在280℃左右加热12小时，待其冷却后将其取出充分研磨，而后在410℃或460℃加热一段时间，最后将温度升高至650℃加热24小时，得到最终样品，除第一步反应在空气中进行外，其它所有步骤均在氮气中进行。

3，德国MERCK公司LiMn2O4的规格：

形态：LithiumManganeseOxideSpinel

颜色：黑色粉末（Blackpowder）

parTIcleSize：D50≈30μm

SpecificSurfaceArea：4m2/g（BET）

TapDensity：1.7Kg/l

SpecificCapacity：min120mAh/g（3Cycle，3.3--4.3vs.Li）

CellDesign：

①CellType：ButtonCell（Dia.20mm）

②Anode:LithiumMetal

③Electrolyte:LiquidBatteryElectrolyte,EC:DMC=50:50wt%,1MLipF6

④Cathode:AcTIvepowder:CarbonBlack:pTFE=80:15:5mix

⑤CathodeCurrentCollector:AluminiumFoil

⑥TestCondiTIons:Charge:C/7;Discharge:D/7

⑦potenTIalRange;3.3—4.3Vvs.Li