層狀LiMnO2具有比容量高、價格低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，符合鋰電池正極材料的高性能、低成本和環(huán)境友好的發(fā)展趨勢。然而，在充放電過程中材料的不可逆容量大，主要是因?yàn)樵诔浞烹娺^程中，會部分轉(zhuǎn)化為，使得層狀LiMnO2在循環(huán)過程中晶胞反復(fù)收縮與膨脹，從而單斜LiMnO2向尖晶石相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變而引起容量衰減。為此，諸多研究者使用稀土元素對層狀LiMnO2材料進(jìn)行改性，那現(xiàn)今的研究進(jìn)展到怎樣的程度呢？
稀土離子半徑比較大，能與LiMnO2形成良好的固溶體，這有利于鋰離子的脫嵌，從而提高材料的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。
趙桂網(wǎng)等采用溶膠凝膠法合成了摻雜不同La3+比例的LiMn1-xLaxO2，研究表明，不同摻雜量所得的材料為斜方晶系層狀結(jié)構(gòu)，純度較高，力度分布較均勻。摻雜4%La3+的層狀錳酸鋰循環(huán)穩(wěn)定性較優(yōu)越，首次放電比容量達(dá)到102mAh/g，經(jīng)過20次循環(huán)后容量基本穩(wěn)定，其優(yōu)異的循環(huán)性能是由于La3+摻雜增強(qiáng)了LiMnO2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。循環(huán)伏安測定試樣證明了這一點(diǎn)，20次循環(huán)后，LiMnO2的氧化峰消失，而摻雜式樣有明顯的氧化還原峰，說明摻雜試樣結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。
栗智等采用水熱法合成了用于鋰電池正極材料LiMn1-xRexO2。研究發(fā)現(xiàn)，摻雜Re3+后，正極材料保持了良好的層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度好，未改變材料的形貌。不同摻雜量對材料性能影響不同，其中LiMn0.979Re0.021O2電化學(xué)性能最佳，研究者認(rèn)為，在層狀LiMnO2中摻雜部分Re3+后，可以起到減低材料中MnO6八面體的扭曲應(yīng)力，減小材料的結(jié)構(gòu)畸變，從而增強(qiáng)材料的電化學(xué)循環(huán)可逆性，改善了材料的電化學(xué)性能。
