錳酸鋰（LMO）最早是由M. M. Thackeray在1983年首次公開報(bào)道的，當(dāng)時(shí)他在美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校J. B. Goodenough課題組從事正極材料方面的研究工作。他后來一個(gè)很重要的工作是在阿貢國家實(shí)驗(yàn)室(ANL)發(fā)展出了富鋰錳基層狀固溶體正極材料(LMR-NMC，或者稱為OLO)，對于這種目前在國內(nèi)被炒作得很火熱的正極材料。LMO從首次報(bào)道至今已經(jīng)過去三十多年了，是屬于很“古老”的第一代正極材料。

　　上世紀(jì)九十年代是國際上LMO基礎(chǔ)研究最活躍的時(shí)期，研究主要集中在LMO的晶體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識以及合成工藝方面，比如原料、Li/Mn比、燒結(jié)溫度時(shí)間與氣氛等因素對材料電化學(xué)性能的影響。比較有意義的成果是發(fā)現(xiàn)尖晶石結(jié)構(gòu)中的氧缺陷與提高Li/Mn比合成富鋰LMO材料對改善錳酸鋰的循環(huán)性能有一定效果。九十年代后期的研究主要集中在雜原子摻雜改性來改善LMO的高溫循環(huán)與儲存性能，在眾多的摻雜元素中，發(fā)現(xiàn)Al的摻雜對錳酸鋰高溫電學(xué)化學(xué)性能的改善效果最為明顯，這也是后來LMO產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)之一。

　　進(jìn)入21世紀(jì)以后，LMO表面修飾改性成為研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。近些年，由于LMO產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)很成熟了，學(xué)術(shù)界對LMO的研究興趣明顯減退，近年在各種國際鋰電學(xué)術(shù)會議上已經(jīng)很少見到關(guān)于LMO的研究報(bào)道了。國際上一般認(rèn)為，日本左賀大學(xué)的Masaki Yoshio (芳尾真幸)和東京大學(xué)的Atsuo Yamada (山田淳夫)這兩個(gè)課題組對尖晶石錳酸鋰的研究工作比較深入，其研究成果對工業(yè)界有較大的指導(dǎo)意義。

　　LMO具有原料成本低、合成工藝簡單、熱穩(wěn)定性好、倍率性能和低溫性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，日韓主流鋰電企業(yè)近些年一直使用LMO作為大型動力電池的首選正極材料。但是由于多方面的原因，高端LMO材料和LMO動力電池在國內(nèi)一直沒有能夠發(fā)展起來。直到2012年底美國A123破產(chǎn)以后，國內(nèi)鋰電界才真正開始重視起LMO這個(gè)“老掉牙”的正極材料。

　　LMO的主要問題

　　對于LMO而言，高溫循環(huán)和存儲性能不佳是阻礙其大規(guī)模應(yīng)用的最主要障礙。LMO高溫性能不佳一般認(rèn)為主要是由以下幾個(gè)原因引起的：①Jahn-Teller 效應(yīng)及鈍化層的形成，使得經(jīng)過循環(huán)或者存儲后的LMO表面生成Li2Mn2O4或者M(jìn)n平均化合價(jià)低于3.5的缺陷尖晶石相。由于表面畸變的四方晶系與顆粒內(nèi)部的立方晶系不相容，破壞了結(jié)構(gòu)的完整性和顆粒間的有效接觸，從而影響Li+擴(kuò)散和顆粒間的電導(dǎo)性而造成容量損失。

　　②氧缺陷，當(dāng)尖晶石缺氧時(shí)在4.0V 和4.2V 平臺會同時(shí)出現(xiàn)容量衰減，并且氧的缺陷越多電池的容量衰減越快。此外，尖晶石結(jié)構(gòu)中氧的缺陷也會削弱金屬原子和氧原子之間的鍵能，而加劇錳的溶解。引起尖晶石錳酸鋰循環(huán)過程中氧缺陷主要來自兩個(gè)方面，一方面是合成條件造成尖晶石中氧低于標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)計(jì)量比，另外一方面是在高溫條件下LMO對電解液有一定的催化作用，使得尖晶石失氧。