錳酸鋰（LiMn2O4）材料具有尖晶石結(jié)構(gòu)，使得錳酸鋰電池具有耐低溫、倍率性能好、制備比較容易等優(yōu)點(diǎn)，但是由于材料本身不穩(wěn)定，所以其高溫性能差、循環(huán)性能不理想和衰減快等不足。那應(yīng)該如何解釋錳酸鋰電池的衰減原因呢？
LiMn2O4容量衰減主要是因?yàn)楸砻娼Y(jié)構(gòu)被破壞，其影響因素是電解液分解造成錳的溶解與氧的缺陷及在高溫下材料結(jié)構(gòu)變化、Jahn-Teller畸變等。
1.電解液的影響
電解液中主要的鋰鹽是LiClO4、LiBF4、LiPF6和LiBOB，溶劑是有機(jī)碳酸酯（PC、EC、DEC或它們的混合液等）。在充放電過(guò)程中，這些溶劑在材料的作用下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。其分解產(chǎn)物或是成膜使電池極化增大，或是加速M(fèi)n的溶解，導(dǎo)致電池的容量損失。
而在高溫下Mn溶解的原因包括以下三點(diǎn)：①在酸的作用下直接溶解，高溫高電位下電解液的氧化分解也可以產(chǎn)生HF；②LiMn2O4中含有的Mn3+發(fā)生歧化反應(yīng)引起的溶解；③儲(chǔ)藏溫度，尖晶石的比表面積，以及Mn在尖晶石LiMn2O4中的價(jià)態(tài)等因素都會(huì)引起Mn的溶解。
2.高溫下LiMn2O4結(jié)構(gòu)的變化
隨著溫度的升高與循環(huán)次數(shù)的增加，雖然陰極仍保持其尖晶石結(jié)構(gòu)，但其陽(yáng)離子的位置混亂度加大。陽(yáng)離子位置混亂度增大，意味著部分鋰離子進(jìn)入八面體16c位置，這必然使其脫嵌變得困難，一部分Mn離子占據(jù)四面體8a位置，不僅阻礙了Li+的嵌脫，也使Mn的溶解變得容易，從而導(dǎo)致了高溫下的容量損失。
3.Jahn-Teller畸變
LiMn2O4中Mn的電子組態(tài)為d4，由于這些d電子不均勻占據(jù)著八面體場(chǎng)作用下分裂的d軌道上，導(dǎo)致氧八面體偏離球?qū)ΨQ性，畸變?yōu)樽冃蔚陌嗣骟w構(gòu)型，即發(fā)生了Jahn-Teller效應(yīng)。
因此，可在材料制備時(shí)摻雜金屬離子部分取代16d上的Mn3+，通過(guò)降低Mn3+的數(shù)量來(lái)減弱Jahn-Teller效應(yīng)；摻雜還可增強(qiáng)MnO鍵而穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)，改善材料的循環(huán)性能。
