２、锰酸锂（LiMn2O4）

锰酸锂电池是指以锰酸锂为负极材料的电池。其标称电压为3.7V。是目前主流的动力电池。这种电池具有普通的能量密度和循环寿命。环保，无专利限制。但锰酸锂不是很稳定，容易分解气体，可能导致溶胀，高温性能差。

锰酸锂，化学式为LiMn2O4（LCM），是一种很有前景的锂离子负极材料。与钴酸锂等传统负极材料相比，锰酸锂资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好。是一种理想的动力电池负极材料。

锰酸锂倾向于尖晶石型。LiMn2O4尖晶石锰酸锂是Hunter于1981年制造的第一种具有3D锂离子通道的负极材料，至今已受到国内外众多学者和研究人员的关注。作为电极材料，它具有价格低、潜力大、环境友好、安全性能好等优点，是替代LiCoO2最有前途的新一代锂离子电池负极材料。

LMO 电池正极

锰酸锂的主要成分是尖晶石型锰酸锂和层状结构的锰酸锂。尖晶石结构的锰酸锂模型属于立方晶系，是一种Fd3m空间群。目前，高容量锰酸锂负极材料结构合理。锂离子可以轻松可逆地脱离尖晶石晶格，因为结构相对安全，不存在结构坍塌的风险，产品的安全性得到保障。

1、层状结构LiMnO2的理论容量为285mA·h/g，电压平台为4V。层状结构难以合成且不稳定。易生成尖晶石结构Li2Mn2O4，导致电压平台下降、稳定性差和不可逆容量衰减。

2、高压尖晶石LiMn2O4理论容量148mA·h/g，电压平台4.15。其高温性能较差，55℃以上容量衰减严重。容易产生尖晶石结构的Li2Mn2O4，导致电压平台下降、稳定性差、容量衰减不可逆等问题，这就是目前工业上使用的锰酸锂氧化物。

3.尖晶石Li2Mn2O4电压低3V，容量低，循环不良。人们正在研究如何避免这些问题。

LMO 电池组成

锰酸锂电池是以锰酸锂为阳极，石墨为阴极，以LiPF6有机溶液为电解液的锂离子电池。其标称电压为3.7V。铝壳包装锰酸锂电池结构如下图所示：

图4：锰酸锂电池 锰酸锂阴极结晶形成具有在化成后成型的三维骨架结构。尖晶石提供低电阻，但比能量低于钴酸锂。

锰酸锂的容量大约比钴酸锂低三分之一。设计灵活性使工程师能够选择最大限度地延长电池的使用寿命，或者提高最大负载电流（比功率）或容量（比能）。例如，18650电池的长寿命版本只有1,100mAh的适中容量; 高容量版本则达到1,500mAh。

图5显示了典型锰酸锂电池的蜘蛛图。这些特性参数似乎不太理想，但新设计在功率，安全性和寿命方面有所改进。纯锰酸锂电池今天不再普遍; 它们只在特殊情况下应用。

锰酸锂具有倍率性能好、制备容易、成本低等优点。缺点是锰的溶解导致高温性能和循环性能较差。通过掺杂铝和烧结造粒，高温性能和循环性能大大提高，基本可以满足实际使用。总的来说，锰酸锂电池成本低，稳定性好，低温性能好，但高温性能较差，衰减稍快。

负极材料成本低，安全性好，低温性能好，但材料本身稳定性较差，易分解产生气体，因此倾向于与其他材料混合，以降低成本的电池。但循环寿命衰减较快，容易出现鼓包现象。其高温性能较差，循环寿命较短。主要用于大中型电池、动力电池。标称电压为 3.7 V。

锰酸锂是一种很有前景的锂离子负极材料。与钴酸锂等传统负极材料相比，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点。是动力电池的理想负极材料。因此，锂电池电极材料，尤其是新一代锰酸锂负极材料，在电动汽车动力电池市场潜力巨大。由于锰酸锂价格低廉，资源丰富，比钴酸锂和镍酸锂更容易生产，这将使锂离子电池进入一个新的发展时代。

由于锰酸锂材料具有如此鲜明的特性，人们会利用其优势，避免其劣势。因此，锰酸锂电池应用于不同的领域，通常称为A类和B类应用。

A类是指动力电池，注重安全性和回收性能。要求具有100~115mAh/g的可

锰酸锂电池是阳极使用锰酸锂材料的电池。锰酸锂电池标称电压为2.5~4.2V。锰酸锂电池因其成本低、安全性好而被广泛使用。

锰酸锂电池成本低、安全性好、低温性能好，但材料本身稳定性较差，易分解产生气体，因此倾向于与其他材料配合使用，以减少电池的成本。但循环寿命衰减快，容易鼓包，高温性能差，寿命较短。主要用于大中型电池和动力电池。其标称电压为3.7 V。

汇总表

表6：锰酸锂氧化物的特性