錳酸鋰電池鋰結(jié)構(gòu)

　　Limn2O4是典型的離子晶體，有正反兩種構(gòu)型，經(jīng)XRD分析可知正尖晶石Limn2O4為立方體晶體，F(xiàn)D3M對稱，晶胞常數(shù)A=0.8245nm，晶胞體積v=0.5609nm3。氧離子呈緊密堆積的面立方體(ABCABC….，相鄰氧八面體共同連接)，鋰占據(jù)1/8氧四面空隙(V4)位置(li0.5mn2o4結(jié)構(gòu)，鋰有序排列：鋰有序占據(jù)1/16氧四面)，錳占據(jù)1/2氧四面空隙(V8)位置。單元晶格含有56個(gè)原子：8個(gè)鋰原子，16個(gè)錳原子，32個(gè)氧原子，其中MN3+和MN4+各占50%。由于尖晶石結(jié)構(gòu)的片胞長度是普通面立方結(jié)構(gòu)(FCC)型(FCC)型的兩倍，所以每個(gè)晶胞實(shí)際上是由8個(gè)立方單元組成的。這8個(gè)立方單元又可分為A型和B型兩種。每兩個(gè)共存的立方單元屬于不同類型的結(jié)構(gòu)，每兩個(gè)立方單元又屬于類似的結(jié)構(gòu)。每個(gè)小立方單元有4個(gè)氧離子，它們分別位于對角線指向中心的位置，即中心的1/4和3/4。其結(jié)構(gòu)可簡單描述為8個(gè)四方晶格8A位置被鋰離子占據(jù)，16個(gè)章魚位置(16D)被錳離子占據(jù)，16D位置上的錳按1：1的比例為MN3+和MN4+全部空位，氧離子占據(jù)章魚32E的位置。在此結(jié)構(gòu)中，MNO6氧章魚通過公共邊連接在一起，形成連續(xù)的三維立方排列，即[M2]O4尖晶石結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)為鋰離子的擴(kuò)散提供了立方晶格16C所形成的三維空路。鋰離子在此結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散時(shí)，8A-16C-8A順序路徑的擴(kuò)散路徑為直線擴(kuò)散(四面體8A位置處的能壘低于氧章魚16C或16D的能壘)，擴(kuò)散路徑夾角為107°，這是二次鋰離子電池使用的理論基礎(chǔ)。

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