正極材料一直是鋰離子電池核心，它的選擇直接決定了電池性能的高低。正極材料的選擇主要是，可逆脫鋰和嵌鋰的過渡金屬氧化物，是鋰離子電池的重要成分之一。鋰離子正極材料主要以氧化物為主，目前，LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等鋰化物都是常見的正極材料。它們具有相對于鋰較高的電極電勢，可以保證電池有較高的開路電壓。由于正極材料對電池性能影響較大，所以很多研究者們致力于研發(fā)出性能更高的正極材料。近年來也有一些新型結(jié)構(gòu)的材料如硅酸鹽，硼酸鹽以及橄欖石結(jié)構(gòu)派生物也用作正極材料。由于世界各地錳資源較豐富，原料成本較低，LiMn2O4具有較高的工作電壓和能量密度，而且對環(huán)境友好，所以日前成為最有發(fā)展?jié)摿Φ恼龢O材料之一。在商品化的鋰離子電池中，LiCoO2是應(yīng)用最為廣泛的正極材料之一，但是其原料成本價格昂貴、對環(huán)境危害較大，還存在著安全隱患，越來越難以人類滿足發(fā)展的需要。LiMn2O4是尖晶石結(jié)構(gòu)，其對環(huán)境友好，原產(chǎn)料資源豐富，低成本和安全性能好，對環(huán)境友好等優(yōu)點，是最有潛力替代LiCoO2的正極材料之一。

尖晶石型的LiMn2O4中的Mn有Mn3+和Mn4+，在電解液的作用下，LiMn2O4中的Mn3+會發(fā)生歧化反應(yīng)，電解液中會溶有歧化反應(yīng)生成的Mn2+。電解液中存在少量的H2O，Mn2+與電解液中的LiPF6和H2O反應(yīng)生成HF酸，HF酸又會反過來加速歧化反應(yīng)，進(jìn)一步加速Mn3+的溶解，嚴(yán)重破壞了尖晶石結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了循環(huán)性能下降。這也是導(dǎo)致尖晶石LiMn2O4在高溫下容量衰減較快的主要原因。

另外，在充放電過程中，尖晶石型LiMn2O4中的Mn平均化合價接近或低于+3.5時，就會引起強烈的Jahn-Teller畸變，使尖晶石氧八面體產(chǎn)生壓扁畸變，雖然尖晶石結(jié)構(gòu)晶格的整體畸變不大（c/a=1.011），但是引起的局部八面體對稱畸變不可忽略，導(dǎo)致了尖晶石晶化程度的降低，同時會降低鋰離子的擴散和電極材料的導(dǎo)電性，最終會造成在充放電循環(huán)過程中，尖晶石型LiMn2O4產(chǎn)生結(jié)構(gòu)畸變而失效。