综述：解锁LiMn1-xFexPO4（LMFP）的全部潜力：高能正极材料的合成、改性与未来方向

这篇综述系统探讨了锂锰铁磷酸盐（LiMn1-xFexPO4, LMFP）作为锂离子电池（LIBs）正极材料的突破性进展。通过分析其橄榄石结构优势（4.1 V vs. Li/Li+高电压）、合成方法（固相法为主）及改性策略（掺杂/包覆），揭示了LMFP在电动汽车（EVs）和电网储能中的应用潜力，同时指出需克服锰溶出和导电性等挑战。

　　

晶体结构
LiMn_1-xFe_xPO₄（LMFP）的橄榄石结构（Pnma空间群）以PO₄四面体和Fe/MnO₆八面体构成三维网络，形成稳定的锂离子一维扩散通道。其强共价键特性赋予材料优异的热稳定性，但电子/离子电导率低的问题亟待解决。

对比LiFePO₄（LFP）
LMFP通过锰部分取代铁，将工作电压从LFP的3.4 V提升至4.1 V，理论能量密度增加20%。这种改进使其更适合高能量需求场景，但锰离子的溶解问题成为循环寿命的限制因素。

固相合成法
高温固相法因其工艺简单、适合工业化生产而成为主流。通过球磨混合锂源、锰源和铁源前驱体，经高温煅烧实现离子扩散，但反应速率受限于动力学条件，易导致成分不均。

改性策略
针对LMFP高倍率性能差的短板，研究聚焦于碳包覆（提升电子传导）、纳米化（缩短Li⁺扩散路径）及元素掺杂（如Mg²⁺稳定晶格）。单晶LMFP技术通过减少晶界副反应，展现出更优的循环稳定性。

Mn-Fe比例优化
第一性原理计算表明，Fe的引入能显著缩小LiMnPO₄的带隙宽度。当x=0.6时（LiMn_0.4Fe_0.6PO₄），材料呈现最佳电化学性能，平衡了高电压与结构稳定性。

未来趋势
超高铁含量LMFP和单晶技术是两大发展方向。后者通过消除晶界可抑制锰溶出，而原子层沉积（ALD）等精准包覆技术有望进一步提升界面稳定性。作为钴/镍基材料的可持续替代品，LMFP将在动力电池领域持续释放潜力。