尖晶石型锰酸锂综述Microsoft Word 文档汇总
锰酸锂正极材料研究现状评述
锰酸锂正极材料研究现状评述摘要锂离子电池是二十世纪末发展起来的一种新型的绿色环保电池。
正极材料作为锂离子电池整体系的锂源，其设计与选材对锂离子电池的发展尤为重要。
目前，对它的研究主要集中在LiNiO2、层状LiCoO2和尖晶石LiMn2O4三种材料及其衍生物上。
三种材料比较之下，Mn资源在自然界中丰富，LiMn2O4的尖晶石相结构又相对稳定，制备简单，且对环境友好，因此，制备性能优良的锰酸锂正极材料，对于锂离子电池的进一步商业化有着重要的意义。
本论文主要对锰酸锂的基本晶体学性质、锰酸锂的生产、制备方法和改性研究进行了描述。
锰酸锂主要是尖晶石结构的LiMn2O4，它是一种典型的离子晶体，具有Fd3m 对称性。
尖晶石结构LiMn2O4价格低、电位高、环境友好、安全性能高，是未来很有前途的环保电池正极材料。
制备尖晶石结构LiMn2O4主要有固相法和液相法。
固相合成法包括：高温固相法、机械化学法、熔盐浸渍法、微波烧结法和固相配位法等。
而液相合成法有：Pechini法、溶胶凝胶法、离子交换法、共沉淀法、水热合成法等。
为改善尖晶石结构的LiMn2O4高温容量衰减和循环性能差的问题，国内外研究人员对尖晶石型正极材料进行大量的改性研究，主要的改性方法有合成工艺改进、掺杂改性和表面修饰。
关键词：锰酸锂正极材料制备容量衰减改性AbstractLithium ion batteries are new type of green environmental protection batteries developed in twentieth century .The positive materials as the lithium source of the whole lithium ion battery , its design and material selection are particularly important for lithium batteries development.At present,the research of this mainly concentrated in the LiNiO2, layer LiCoO2 and spinel LiMn2O4three kinds of materials and its derivatives.Three kinds of materials is under, Mn resources in nature is rich, the LiMn2O4 spinel phase structure and relative stability, simple preparation, and friendly to environment,so,it has important meaning for further commercial lithium ion batteries to prepare excellent properties manganese acid lithium battery anode materials.This thesis mainly describes the basic crystal learn properties, manganese acid lithium production, method of preparation and modification methods of lithium manganese acid.Manganese acid lithium is mainly spinel structure of the LiMn2O4,It is a kind of typical ion crystals, with Fd3m symmetry.Spinel structure LiMn2O4is the very promising environmental protection batteries battery anode materials with low price, high potential, environment friendly, high safety performance .Preparation spinel structure LiMn2O4 main have solid phase method and the liquid phase method.Solid agree the diagnosis include: high temperature solid phase method, mechanization the research method, the plasma-nitriding immersion method, microwave sintering and solid match a method, etc.Liquid synthesis: Pechini method, sol-gel, ion exchange method, total precipitation, hydrothermal synthesis, etc.To improve the problem of high temperature capacity attenuation and circulation of the poor performance of the spinel structure LiMn2O4,Researchers at home and abroad go on a large number of modified for spinel positive materials. The main modification methods are synthetic process improvement, doping modification and surface modification.Key words:LiMn2O4Battery anode materials PreparationCapacity attenuation Modification能源开发是世界各国要保持可持续发展所共同面临的必须解决的课题，可充放电池既是常用电器，如手机、计算机、电动自行车和电动机车的动力源，又可做太阳能和风能转化利用的储电设备。
尖晶石型锰酸锂的制备
尖晶石型锰酸锂的制备尖晶石型锰酸锂的制备方法很多，常见的有高温固相烧成法、熔融浸渍法、微波合成法、水热合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、乳化干燥法及Pechini法等。
添加无锡弘利鑫氧化镁或碳酸镁作为掺杂物，进行湿法高速混合包覆；1.高温固相法。
基本工艺流程为：混料→焙烧→研磨→筛分→产品。
2.熔融浸渍法。
其在固相法制备尖晶石型锰酸锂中是较好的一种方法，能够得到电化学性能优良的正极材料，但由于操作复杂，条件较为苛刻，因而不利于工业化。
3.微波合成法。
其用于材料的合成与传统的高温固相法明显不同。
利用该方法进行制备具有优良的电化学性能材料，可以大大缩短了合成反应时间。
4.水热合成法。
采用水热合成法合成的电池正极材料LiMn2O4，晶体结构稳定，晶态匀整，因此合成的物质具有优异的物理与电化学性能。
5.共沉淀法。
研究表明，与固相反应相比，共沉淀法制备的电池材料不仅电化学容量更高，循环寿命更长，而且该方法工艺简单，操作简便，反应速度快等优点。
6.溶胶凝胶法。
其实际上是共沉淀法的一个分支，制得的LiMn2O4具有优异的物理和电化学性能，但是由于成本高等问题，不利于工业化生产。
7.乳化干燥法。
其是一种制备均匀分散金属氧化物前驱体的好方法。
8.Pechini法。
该法是基于金属离子与有机酸形成螯合物，然后酯化进一步聚合形成固态高聚体制得前驱体，最后焙烧前驱体得到产品，即将有机化合物或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶等过程发生固化，然后进行热处理。
总体来说，固相合成操作简便，易于工业化，但其原料不易混和均匀，烧结时间长；而液相合成法合成温度低，混料均匀等方面都优于固相方法，但是其操作繁杂，工艺条件不易控制，其产业化的实现有待进一步深入研究。
尖晶石型锰酸锂的制备方法专利技术综述报告
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］ Ｓ ｐ ｉ ｎ ｅ ｌ ｌ ｉ ｔ ｈ ｉ ｕ ｍ ｎ ｍ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｔ ｅ （ Ｌ ｉ Ｍｎ ２ ｏ ４ ） ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ， ｌ ｏ ｗ ｃ ｏ ｓ ｔ ， ｎ ｏ ｐ ｏ ｌ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｇ ｏ ｏ ｄ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ， ｒ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ， ｉ ｓ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
尖晶石型锰酸锂用途
尖晶石型锰酸锂用途尖晶石型锰酸锂是一种重要的锰酸锂材料，具有广泛的应用领域。
本文将从电池材料、储能设备和电子材料三个方面介绍尖晶石型锰酸锂的用途。
一、电池材料尖晶石型锰酸锂在电池材料领域被广泛应用。
锰酸锂是一种正极材料，可以作为锂离子电池的正极材料使用。
尖晶石型锰酸锂具有较高的比容量、较好的循环性能和热稳定性，能够提高电池的能量密度和循环寿命。
因此，尖晶石型锰酸锂广泛应用于电动汽车、手机、平板电脑等电子设备中的动力电池。
尖晶石型锰酸锂的应用使得电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命，提升了电子设备的使用体验。
二、储能设备尖晶石型锰酸锂还可以应用于储能设备领域。
储能设备是解决可再生能源波动性的重要手段，而锂离子电池是储能设备的关键组成部分。
尖晶石型锰酸锂作为锂离子电池的正极材料，具有较高的比容量和循环寿命，可以提高储能设备的能量密度和使用寿命。
通过将尖晶石型锰酸锂应用于储能设备中，可以提高储能设备的储能效率和稳定性，实现可再生能源的高效利用。
三、电子材料尖晶石型锰酸锂还可以用作电子材料。
尖晶石型锰酸锂具有较好的导电性和热稳定性，可以应用于电子元器件中。
例如，尖晶石型锰酸锂可以用于制备高性能的薄膜电容器、电子陶瓷、压电材料等。
这些材料在电子器件中具有重要的应用，可以提高电子器件的性能和可靠性。
总结起来，尖晶石型锰酸锂作为一种重要的锰酸锂材料，在电池材料、储能设备和电子材料领域具有广泛的应用。
尖晶石型锰酸锂的应用可以提高电池的能量密度和循环寿命，使得电子设备具有更高的性能和更长的使用寿命。
此外，尖晶石型锰酸锂在储能设备和电子材料中的应用也能够提高设备的储能效率和稳定性，实现可再生能源的高效利用。
尖晶石型锰酸锂的广泛应用将推动电池技术和储能技术的发展，为人们的生活带来更多便利和可持续发展的可能性。
尖晶石型锰酸锂电池材料
尖晶石型锰酸锂电池材料
尖晶石型锰酸锂是一种常见的锂离子电池正极材料。
它的化学式为LiMn2O4，结构类似于尖晶石，由锂离子（Li+）和锰离
子（Mn3+和Mn4+）组成。
尖晶石型锰酸锂电池材料具有以下特点和优势：
1. 高比容量：尖晶石型锰酸锂电池具有较高的理论比容量，即单位质量能储存的电荷量高，能提供相对较大的电力输出。
2. 良好的循环性能：尖晶石型锰酸锂电池具有较好的循环寿命，能够实现更多的充放电周期。
3. 低成本：尖晶石型锰酸锂电池的制备工艺相对简单，原材料价格较低，制造成本相对较低。
4. 安全性好：相比于其他锂离子电池材料，尖晶石型锰酸锂电池具有更好的热稳定性和安全性能，不容易发生过热、短路等危险情况。
然而，尖晶石型锰酸锂电池材料也存在一些缺点和挑战：
1. 容量衰减：尖晶石型锰酸锂电池在长期循环使用过程中，会出现容量衰减的情况，即储存和释放电能的能力逐渐降低。
2. 低电压平台：尖晶石型锰酸锂电池的电压平台较低，限制了其在某些高电压要求的应用领域的使用。
3. 低能量密度：相比于一些其他材料，尖晶石型锰酸锂电池的能量密度较低，即单位体积内能储存的电能量较小。
为了克服这些缺点，研究人员正在寻找和开发更高性能的锰酸锂电池材料，以提高电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
总的来说，尖晶石型锰酸锂电池材料在锂电池领域中仍然占据重要地位，并且在很多应用场景中具有较大的发展潜力。
（完整word版）尖晶石型锰酸锂综述MicrosoftWord文档
（完整word版）尖晶石型锰酸锂综述MicrosoftWord文档问题：1、尖晶石锰酸锂放电平台？——3.7v,过冲电压4.2v，保护过放电压2.75v。
工作电压：2.5v-4.2v。
2、三维锂离子通道？——空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道。
3J hn-Teller效应？——LiMn2O4中Mn3+的电子组态为d4，由于这些d电子不均匀占据着八面体场作用下分裂的d轨道上，导致氧八面体偏离球对称性，畸变为变形的八面体构型，即发生了所谓的Jahl-Teller效应。
尖晶石型锰酸锂1尖晶石型锰酸锂概述锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。
尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料（空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道），至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。
但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。
尖晶石锰酸锂动力电池循环寿命较短和储藏性能差的主要原因之一是锰酸锂的锰易溶解于电解液中，特别在高温下(60℃)锰的溶解尤为严重。
传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差、结构不稳定！尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。
如今，传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差的缺点已经有了很大改观（万力新能典型值：123mAh/g，400次，高循环型典型值107mAh/g ，2000次）。
表面修饰和掺杂能有效改善其电化学性能，表面修饰可有效地抑制锰的溶解和电解液分解。
尖晶石型锰酸锂的结构特点
尖晶石型锰酸锂的结构特点
尖晶石型锰酸锂是一种重要的锂离子电池材料，其结构特点对于电池的性能具有重要的影响。
下面将从晶体结构、原子序列、配位构型等方面介绍尖晶石型锰酸锂的结构特点。
晶体结构：尖晶石型锰酸锂的晶体结构属于立方晶系，空间群为
Fd3m。
晶格常数为a=8.21Å。
锂离子和锰离子在晶体结构中存在一定的有序性，锂离子主要位于八面体空隙中，锰离子主要位于正十二面体空隙中。
原子序列：尖晶石型锰酸锂的晶格中存在两种离子，即锂离子和锰离子。
其中，锂离子的核电荷数为3，电子排布为1s2、2s1，在晶体结构中具有+1的价态；锰离子的核电荷数为25，电子排布为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5，在晶体结构中具有+3的价态。
配位构型：尖晶石型锰酸锂的配位构型也对其结构特点产生了影响。
在晶体结构中，锂离子和锰离子分别被不同的配位体环绕。
锂离子主要被八个氧离子构成的八面体环绕，氧离子共享了四对电子，并且与锂离子形成了强盈余键；锰离子则被六个氧离子构成的正十二面体环绕，其中四个氧离子与锰离子形成强盈余键，而另外两个氧离子则与锰离子形成了较弱的半共价键。
总的来说，尖晶石型锰酸锂的晶体结构稳定，原子序列有序，配合物构型合理。
这些结构特点决定了尖晶石型锰酸锂在电池中具有良好的电化学性能，如较高的比能量和运行稳定性，因此被广泛应用于锂离子电池、太阳能电池和超级电容器等领域。
全面解读尖晶石型高压镍锰酸锂
全面解读尖晶石型高压镍锰酸锂高压镍锰酸锂正极材料在高能锂离子电池领域的应用极具潜力。
阻碍其规模化应用的主要原因是材料与电解液之间的副反应较为严重。
另外，人们发现减小其颗粒尺寸可以提高倍率性能，但随之而来的是材料的比表面增加又会加剧副反应的进一步发生，因此，需要制备合适粒径的LiNi0.5Mn1.5O4，在保证倍率性能的同时，又能提高电池能量密度和循环寿命。
这也就需要我们对LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)本身的性能有非常清楚的认识。
首先我们来了解一下LNMO的晶体结构。
LNMO以两种多晶型态存在：一种是由Fd3m空间群组成的面心立方相，即无序LNMO(D-LNMO)，其中，锰离子和镍离子随机的分布在16d位点处;另外一种是由P4332空间群组成的原始立方相，即有序LNMO(O-LNMO)，其中，锰离子和镍离子有序的分布在4a和12d位点处。
其中，D-LNMO有两种形式存在，即氧缺陷LiNi0.5Mn1.5O4-δ和镍缺陷LiNi0.5-xMn1.5-xO4。
锂离子在LNMO中以三维形式迁移，即通过空八面体位点从一个四面体位点转移到附近位点，活化能垒受到过渡金属静电排斥影响巨大。
理论研究表明，O-LNMO中锂离子迁移的活化能低至300meV，与通过第一性原理计算得到的锂离子扩散率值10-8-10-9 cm2/s相一致。
那么如何通过测试表征区分D-LNMO和O-LNMO有以下三种方法：XRD分析：D-LNMO的晶格参数((8.188 )稍大于O-LNMO((8.178 )，这是因为D-LNMO中有更多的Mn3+存在。
Raman分析：580-620cm-1区域是八面体中MnO6的Mn-O伸展模式特征区域。
595 cm-1和612 cm-1两处峰代表的是F2g振动模式。
其中，O-LNMO在此两处的峰强度高于D-LNMO(见图1)，这是因为O-LNMO中锰和镍的排布非常有序。
充电电压平台不同：对于D-LNMO，在4V处出现了一个小的电压平台，这是由Mn3+/ Mn4+电对导致的(见图2)。
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问题：1、尖晶石锰酸锂放电平台？——3.7v,过冲电压4.2v，保护过放电压2.75v。
工作电压：2.5v-4.2v。
2、三维锂离子通道？——空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道。
3J hn-Teller效应？——LiMn2O4中Mn3+的电子组态为d4，由于这些d电子不均匀占据着八面体场作用下分裂的d轨道上，导致氧八面体偏离球对称性，畸变为变形的八面体构型，即发生了所谓的Jahl-Teller效应。
尖晶石型锰酸锂1尖晶石型锰酸锂概述锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。
尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料（空的四面体和八面体通过共面和共边相互联结, 形成三维的锂离子扩散通道），至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。
但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。
尖晶石锰酸锂动力电池循环寿命较短和储藏性能差的主要原因之一是锰酸锂的锰易溶解于电解液中，特别在高温下(60℃)锰的溶解尤为严重。
传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差、结构不稳定！尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。
如今，传统认为锰酸锂能量密度低、循环性能差的缺点已经有了很大改观（万力新能典型值：123mAh/g，400次，高循环型典型值107mAh/g ，2000次）。
表面修饰和掺杂能有效改善其电化学性能，表面修饰可有效地抑制锰的溶解和电解液分解。
掺杂可有效抑制充放电过程中的Jahn-Teller效应。
将表面修饰与掺杂结合无疑能进一步提高材料的电化学性能，相信会成为今后对尖晶石型锰酸锂进行改性研究的方向之一。
2尖晶石锰酸锂结构和性质2.1尖晶石型锰酸锂结构LiMn2O4是一种典型的离子晶体，并有正、反两种构型。
XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体，晶胞常数a=0.8245nm，晶胞体积V=0.5609nm3。
氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….，相邻氧八面体采取共棱相联)，锂占据1/8氧四面体间隙（V4）位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列：锂有序占据1/16氧四面体间隙)，锰占据氧1/2八面体间隙（V8）位置。
单位晶格中含有56个原子:8个锂原子，16个锰原子，32个氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50%。
由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍，因此，每个晶胞实际上由8个立方单元组成。
这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。
每两个共面的立方单元属于不同类型的结构，每两个共棱的立方单元属于同类结构。
每个小立方单元有四个氧离子，它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。
其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据，16个八面体位置(16d)由锰离子占据，16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据，八面体的16c位置全部空位，氧离子占据八面体32e位置。
该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联，形成了一个连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。
当锂离子在该结构中扩散时，按8a-16c-8a 顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒)，扩散路径的夹角为107°，这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。
2.2尖晶石型锰酸锂性质在尖晶石框架中立方密堆氧平面间的交替层中，Mn3+阳离子层与不含Mn3+阳离子层的分布比例为3:1。
因此，每一层中均有足够的Mn3+离子，锂发生脱嵌时，可稳定立方密堆氧分布，从而能发生锂的可逆脱嵌和入嵌。
在充电过程中，由于Li+的脱嵌导致部分Mn3+转变成Mn4+，完全脱嵌时使+4价锰的比例由50%上升到75%。
从整体上看，锂离子分布在锰氧八面体周围的二维孔道中，这种尖晶石结构有利于锂离子的入嵌和脱出，从而保证它在孔道中的迁移，使材料具有良好的充放电循环性能，并在大容量高功率动力电池中得到广泛应用。
正极材料锰酸锂在充放电过程中随着锂离子的脱嵌和入嵌，不仅材料的化学组成在锰的氧化物和锰酸锂之间发生转变，而且电极材料的微结构与形貌同样会发生相应的变化，同时存在容量衰减等问题。
普遍认为，导致LiMn2O4循环时容量衰减的原因主要有充放电过程中的Jahn-Teller效应以及电极材料中锰离子在电解液中的溶解。
科研人员研究了不同的措施，用以改善LiMn2O4的循环性能。
如掺杂其他低价离子，来抑制Jahn-Teller效应，对电极材料的表面修饰，目的是为了减少电解液与电极的接触面积，减少锰离子的溶解损失。
2.3尖晶石锰酸锂充放电结构变化锰酸锂锂离子电池充电时，正极中的锂离子从晶格中脱嵌，经过电解质到达负极表面并嵌入到石墨层间。
放电时，过程正好相反。
在充、放电过程中，锂离子往返于正、负极之间，故也称为“摇椅式”电池。
电池正极充放电反应为：锂离子电池的放电容量与许多因素有关，如：正极材料的合成条件、锂离子在固相材料中扩散速率和放电速率的相对快慢等因素，对材料的放电容量都有非常重要的影响，所以对锂离子电池正极材料的改性应该充分考虑与材料性能有关的诸多因素，这些因素产生作用的内在原因之一是锰酸锂的结构。
尖晶石型LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶系（氧为面心立方密堆积），锂离子处于四面体的8a位置，锰离子处于16d晶格，氧离子处于八面体的32e晶格。
其中四面体晶格8a，48f八面体晶格16c共面而构成互通的三维离子通道。
锂离子能够在这种结构中自由地脱出或嵌入，即尖晶石型LiMn2O4的这种结构便于其在充放电时嵌锂和脱锂。
在充电时，Li+从8a位置脱出，Mn3+/Mn4+比变小，组后变成λ-MnO2，只留下[Mn2]16d O4稳定的尖晶石骨架。
放电时，在静电力的作用下崁入的Li+首先进入势能低的8a空位。
2.4尖晶石型锰酸锂容量衰减容量衰减三大因素：锰的溶解、电解液分解和j ahl-Teller效应！目前，LiMn2O4的容量衰减在充放电过程中一直存在。
在室温下，衰减发生在高电压区；高温使用时，容量衰减主要发生在高电压区，但在低电压区也有，原因是尖晶石结构中锰的溶解流失及其引起的结构不稳定，同时H+同Li+置换形成质子化相Li1-2y Mn2-y O4，使得材料只能部分地嵌锂脱锂，并且还增加了极化，导致容量降低。
Song等人,认为Li+离子迁入迁出引起了结构的膨胀收缩，使晶胞发生扭曲，破坏了晶格，随着循环的进行，间隙位甚至整个尖晶石型结构都将遭到破坏；同时,Li+脱出晶格形成的空位及O2-与留下来的Li+间强烈的吸引作用使晶胞在脱锂时发生剧烈收缩，最终破坏了结构。
反复充放电时，发生的由立方晶相向四方晶相的转变所引起的体积变化也导致了容量的降低，特别是在非平衡的条件下进行时，在电极表面形成富Mn3+区，更恶化了电极材料的结构稳定性。
Aurbach等人认为电极初循环后，材料表面形成一种低对称的物相，这种低对称相是一种非活性物质，它还掩盖了活性物质；锂化合物与空气中的CO2反应生产一层Li+导电膜，与Li2CO2膜一起覆盖了活性物质，它们也促使了电极容量的衰减。
电极材料中锰元素的溶解流失是其高温下容量衰减的主要原因之一，尖晶石结构受到酸（电解液或电极含H2O与F-作用生成的HF；也可能是电解液中的锂盐不稳定而引起反应，从而生成HF）的攻击，导致颗粒表面发生歧化反应：Mn3+→Mn4++Mn2+，最终导致容量的衰减。
Pasquier等人认为，储存性能差是因为尖晶石结构在电解液中化学不稳定而引起锰元素的流失造成的。
对电极材料进行表面包覆处理以减小电极与电解液的接触面积，可改善其储存性能。
Xia等认为高温高电压下电解液的分解不仅与电解液本身的稳定性有关，还与电极材料的比表面积有关及与导电剂的含量和比表面积有关。
Nish认为极化电压也促使了容量的下降。
2.4.1锰的溶解G、T等用卢瑟福背散射光谱在负极表面上检测到锰，提出了锰溶解导致容量损失的机理。
他们认为LiMn2O4中的Mn3+在发生歧化反应：2Mn3+→Mn4++Mn2+之后，Mn2+溶解在溶液中，进而在负极还原生成锰沉积在负极上。
由于容量损失主要发生在4.15v的高压区，此时Li1-x Mn2O4中的Mn3+已经很少，发生歧化反应而导致容量损失的可能性不大。
因此B及V两个研究小组对此机理提出了质疑，并对锰的溶解进行了更详尽的研究，研究结果表明，在高压区两相结构不稳定，它会伴随着锰的溶解向更稳定的单相低压缺陷尖晶石转变，发生了如下的反应：他们认为这是导致4vLi/LiMn2O4电池容量损失的主要原因。
由于锰的溶解所导致的自放电容量损失只占总容量损失的20%—30%，而由锰的溶解所导致的接触阻抗、膜阻抗增大，使电池极化明显提高，也是导致容量损失的主要原因。
总之，不管锰溶解的机理如何，可以肯定锰溶解是循环容量损失的根本起源。
2.4.2电解液的分解锂离子电池中所用电解液的溶剂多是有机碳酸酯，如PC、EC、DEC或它们的混合液等。
在充放电过程中，这些溶剂在材料的作用下会发生分解反应，其分解产物要么成膜使电池极化增大，要么加速锰的溶解，导致电池的容量损失。
M 人等对锂离子电池不可逆容量损失机理进行研究后指出：锂离子电池不可逆容量损失是由电解液在活性物表面分解并形成Li2CO3膜所导致。
OH的研究小组在研究锰溶解机理时也发现，当电极中含碳量增高时，溶解的锰量也增多。
他的研究结果还表明，高于4v后电解液在碳表面分解，其氧化产物参与了锰溶解反应，对锰溶解起了加速作用。
2.4.3Jahl-Teller畸变LiMn2O4中Mn3+的电子组态为d4，由于这些d电子不均匀占据着八面体场作用下分裂的d轨道上，导致氧八面体偏离球对称性，畸变为变形的八面体构型，即发生了所谓的Jahl-Teller效应。
当LiMn2O4于3v低电压崁入Li后成为Li1+x Mn2O4时此效应特别明显，导致其由立方晶系向四方晶系的转化。
由于两相共存时结构不相容，导致电极材料粒子间电接触不良，锂离子扩散困难。
因此，M等指出尖晶石结构的破坏是导致锂离子电池容量损失的主要原因。
对于4vLi/LiMn2O4电池来说，似乎应不存在J ahl-Teller效应的威胁。