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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=0.8245 nm，晶胞体积V=0.5609 nm3。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

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分析得知正尖晶石LiMn204是具有Fd3m对称性的立方晶体,晶胞常数a＝O.8245 nm,晶胞体积V＝O.5609 nm3,如图1.3所示啪1。图1.4给出了其完整的大晶胞结构。该结构中,氧离子为面心立方密堆积(ABCABC……,相邻氧八面体采取共棱相联,图1.5),锂占据1、8氧四面体间隙(V4)位置(Lio 5Mn204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, 浙江大学硕士学位论文16个锰原子,32个氧原子,其中Mn”和M＿n4+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l、4与3、4处。总之,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M∥按1:l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IVm06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]04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。F醵1.3 Crystal structure ofLⅡVln204图1.3 LiMn:仉晶体结构示意图Fi91.4Supercell structureofLiMn204图1.4 LiMn:04大晶胞结构