锂锰电池正极材料是一种锂离子电池正极材料。近年来，世界新能源汽车市场渗透率快速提升，动力电池需求旺盛。与现阶段锂离子电池常用的正极材料相比，锂锰电池正极材料比容量高，续航能力强，具有很大的发展潜力。
下一代新能源汽车锂离子电池正极材料。锂锰电池正极材料具有高放电比容量，是已知锂离子电池正极材料中放电比容量最高的产品之一。远高于市场上常见的三元材料和磷酸铁锂正极材料。
而且锂锰电池正极材料中钴和镍的含量仅为三元材料的30%左右，还可以不含钴进一步降低其成本。其安全性能也高于三元材料电池，因此成为极具潜力的下一代锂离子电池正极材料。
锂锰电池的正极材料是由什么组成的
锂锰电池正极材料具有放电比容量高、放电电压高、能量密度高、成本低、安全性高、循环寿命长等优点，未来市场潜力巨大。一些科学家针对降低锂锰电池正极材料的首次不可逆容量、循环过程中的电压衰减和析氧等关键问题进行了研究，取得了一系列研究成果。
科学家们总结了锂锰电池正极材料研究的最新进展，从不同层面阐述了锂锰电池材料的特性和行为。我国锂锰电池正极材料技术研究不断深入，当现有瓶颈问题解决后，有望实现产业化发展。
锂锰电池材料为LiMnO·LiMO，是以LiMnO（M通常为Ni、Co、Mn，或Ni、Co、Mn的二元或三元层状材料）为基础的复合正极材料。与LiMnO4或纯层状LiMnO正极材料相比，此类材料具有更高的Li/M摩尔比，一般称为层状锂锰电池化合物。研究人员先后研究了LiMnO·LiCoO、Li2MnO·LiNiCoO、xLiMnO·(1-x)LiNi.Mn.O、xLiMnO·(1-x)LiNi/Co/Mn/O等不同体系。
典型富锂材料的充放电
在锂锰电池材料的充电过程中，当首次充电电压小于4.5V时，对应层状材料LiMO的充电过程，大于4.5V的充电平台表明了一种新的充放电机制，对应于 LiMnO 的充电过程。上面已经讨论了LiMO的充电机制，下面主要讨论LiMnO的充电机制。
LiMnO的充电机制主要包括：氧脱附、质子交换以及两种机制的混合。根据脱氧机理，充电到4.5V以上后，LiMnO中的Li从晶格中逸出，而O离开主晶格被氧化，相当于LiO脱出，留下氧空位。
这包括电化学过程和化学过程两个步骤： 电化学过程是LiMnO解吸Li，同时失去电子生成中间态Mn。化学过程是随后从不稳定的 Mn 中释放氧气。质子交换机制认为 LiMnO 与电解液中分解的 H 发生置换反应。一种观点认为LiMnO中的氧离子没有从晶格中逸出。
锂锰电池正极材料研究进展
据介绍，LLOs是一种新型锂电池正极材料，可发生阴阳离子可逆氧化还原反应，放电比容量远高于高压钴酸锂和高镍三元正极材料. 密度锂电池，尤其是全固态锂金属电池具有巨大的应用潜力。目前，阴离子氧的氧化还原反应会导致LLOs中产生非稳态O 2p空穴和氧，严重降低电池稳定性、循环寿命和安全性能，成为制约高分子发展的瓶颈。比能量和高安全性固态电池技术。
锂锰电池正极材料的能量密度
在已知的正极材料中，锂锰电池正极材料的放电比容量大于250mAh/g，几乎是商用正极材料实际容量的两倍；同时，该材料以较便宜的锰为主，贵金属含量较少，与常用的钴酸锂、镍钴锰三元正极材料相比，不仅成本低，而且性能好在安全。
因此，锂锰电池正极材料被视为下一代锂动力电池的理想选择，是锂电池突破400Wh/kg，甚至500Wh/kg的关键技术。富锂正极材料，如锂锰电池正极材料（xLi2MnO3(1–x)LiTMO2，TM=Ni、Mn、Co等）具有极高的理论比容量（>350 mAh/g）和可逆比容量（>250 mAh/g），被认为是最有前途的下一代锂离子电池正极材料之一。
其高容量的来源不仅是过渡金属离子（通常为Ni2+/Ni4+、Co3+/Co4+，少量Mn3+/Mn4+）组成的氧化还原对，还有独特的阴离子氧化还原对（O2-/O- / O2). 此外，锂锰电池正极材料减少了昂贵的钴和镍的用量，有效降低了生产成本。
锂锰电池正极材料的优势
首先，锂锰电池的过渡金属层含有锂，三元锂等层状材料的过渡金属层不含锂。第二，结构相当于锰酸锂和层状材料组合而成的锂锰电池。它以层状金属氧化物的形式存在，具有高放电比容量的先天优势。其理论数据可达300mAh/g以上。
与主流的200mAh/g级别的三元锂相比，优势明显。第三，锂锰电池材料在电压上具有先天优势，额定电压为4.5V（最高可达4.7V-4.8V），而三元锂的额定电压为3.7V（最高可达4.2V-4.3V）。综合以上三点，锂锰电池正极材料长期以来一直是新一代正极材料的理想选择。此外，现阶段锂锰电池原料中镍和钴的含量远低于三元锂。
未来甚至可以不含钴，成为无钴电池概念中的又一电化学路线。与三元锂相比，锂正极材料在成本上降低了40%以上，减少镍金属用量后，从根本上保证了电池的稳定性和安全性。
锂锰电池发展尚需时日
锂锰电池正极材料虽然在放电比容量方面具有绝对优势，但要想将其应用于锂动力电池还必须解决以下关键技术问题：一是降低首次不可逆容量损失；二是提高倍率性能和循环寿命。三是抑制循环过程的电压衰减。
目前解决这一材料问题的手段有很多：包覆、酸处理、掺杂、预循环、热处理、液相或气相后处理等都对锂锰电池材料的电化学性能提升有一定的作用，但不同的修改方法产生的改善效果会有所不同。目前，单一的改性方法仍不能从根本上解决锂锰电池材料面临的问题。
因此，有必要采用多种改性方法的组合，开发新的结构（如单晶结构、复合结构、成分控制和梯度结构等）来解决锂锰电池材料面临的问题。此外，前驱体的结构和组成设计也很重要。不仅要考虑材料的容量，还要考虑密度的增加，以实现容量和密度之间的“跷跷板”平衡。从下游电池厂和车厂的需求来看，无钴化是未来的发展趋势。
今年，党升科技发布了一款新型锂锰电池材料，解决了七大关键问题，展现出高容量和循环稳定性。锂锰电池材料的成功应用还需要开发与之相匹配的稳定电解质体系。下游将携手合作，不断创新，实现共赢。
锂锰电池材料的新希望
基于非恒温烧结技术助力LLOs阴离子氧的稳定，实现锂电池优异的循环性能还原反应，放电比容量（≥280 mAh g-1）远高于高-电压钴酸锂和高镍三元正极材料。当超过550 Wh kg-1)时具有很大的应用潜力。目前，由于阴离子氧的氧化还原反应，LLOs会导致不稳定的O2p空穴和O2的产生，严重降低电池稳定性、循环寿命和安全性能，已成为制约高比能发展的瓶颈问题。能量和高安全性的固态电池技术。
此外，LLOs材料在全固态电池中性能快速衰减的微观机制尚未被探索。因此，开发创新的材料制备技术解决其瓶颈问题，探索先进的表征技术，阐明锂锰电池性能退化的微观机理等关键科学问题，是推动LLOs材料发展的重要前提。全固态电池。
传统锂离子电池正极材料（如LiCoO2、LiFePO4、三元层状等）通过金属阳离子的氧化还原实现化学储能，已不能满足社会发展对电池高能量密度日益增长的 需求。锂锰电池层状正极材料（Li- and Mn-rich，LMR）是嵌入在材料中的两个LiTMO2（TM=Ni、Co、Mn）相和Li2MnO3相之间，其过渡金属层储存和脱嵌锂。
离子增加储锂容量，同时利用金属阳离子和氧阴离子的氧化还原，大大提高了正极材料的能量密度，但其固有的首周不可逆容量损失和连续电压衰减导致恒定的电池能量。这种损失阻碍了这种材料的大规模工业应用。