分子库的筛选和电化学性能检测筛选出性能优良的先导化合物是组合化学重要部分,实验中通常以材料的比容量和循环寿命作研究对象。我们采用计算机程序控制的恒电流测试仪测试自制电池的充放电性能,以15次循环寿命测试为基准,对电池首次充放电比容量和第15次充放电比容量进行检测筛选。随着锰镍元素的增加,材料的放电比容量不断下降,由此我们发现当材料中Mn的y值大于0.8时,区间D与C、E内和材料之间存在相变问题,其根本原因是材料所含钴、镍、锰这3种金属元素的配比不同,目前在国内外还从未见到有关这种现象的研究报道。
必定存在明显相变问题,随着钴量x增加晶体由尖晶石型向层状结构转变。按照钴量依次减少,锰量依次增加顺序,我们认为,该过程发生了如下的相变转换:六方晶系(层状结构)单斜晶系(层状结构)正交晶系(层状结构)四方晶系(变形尖晶石型隧道结构)简单立方晶系(正尖晶石型隧道结构)我们知道,纯LiMnO2是具有岩盐结构的正方晶系,空间群为Pmnm.锂离子和锰离子交替呈之字形无序排列在氧负离子立方密堆积中,而且LiMnO2中的分层并不与密堆积氧平面平行。这一现象与观察到的放电曲线结果一致,它们对应的结构分别是尖晶石型的隧道结构和正方晶系的层状结构,从而进一步确认了相变的存在。