单晶锰酸锂(LiMn2O4)是锂离子电池正极材料中的重要类型，其晶体结构为尖晶石型(Fd3m空间群)，由锰氧八面体与锂氧四面体构成三维网状通道。这种独特的结构赋予了材料优越的锂离子扩散系数(10^-11~10^-9 cm²/s)，相比多晶材料，单晶形态能显著减少晶界缺陷，使循环寿命提升至2000次以上(容量保持率>80%)。
从制备工艺来看，单晶锰酸锂主要通过高温固相法或溶剂热法合成，需要严格控制烧结温度(700-900℃)和锰锂比(1.9-2.1)，其典型粒径分布在5-15μm范围内。特别值得关注的是材料的高压实密度(3.5g/cm³)，这使得电池能量密度可达140-150Wh/kg，比传统钴酸锂提升约15%。
在电化学性能方面，单晶锰酸锂展现出优异的倍率特性(5C放电容量保持率>90%)和热稳定性(热失控温度>250℃)，这主要归功于单晶结构抑制了Jahn-Teller效应引起的结构畸变。需要注意的是，该材料的工作电压平台为4.1V(vs.Li+/Li)，与电解液的匹配性直接影响循环性能。
当前应用领域主要集中在电动工具、储能系统和部分动力电池，尤其是需要兼顾安全性与成本的中低端新能源汽车。随着表面包覆(如Al2O3)和元素掺杂(如镍、铁)技术的进步，单晶锰酸锂的克容量已突破120mAh/g，未来有望在磷酸铁锂和三元材料之间找到更广阔的市场定位。
