Lithiummangan(III,IV)-oxid

Lithiummangan(III,IV)-oxid (LMO) ist eine anorganische chemische Verbindung aus der Gruppe der Oxide mit der Summenformel LiMn₂O₄. Neben dieser sind mit Li_1+xMn_2-xO₄, Li₂Mn₂O₄, Li₂MnO₃, Li₂Mn₄O₉ and Li₄Mn₅O₁₂ im Li–Mn–O-Phasendiagramm noch weitere Lithiummanganoxide bekannt.

Gewinnung und Darstellung

Lithiummangan(III,IV)-oxid kann durch Reaktion von Lithium, Lithiumhydroxid oder Lithiumcarbonat mit Mangan(IV)-oxid gewonnen werden.

$\mathrm{L}\mathrm{i}+2\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{M}\mathrm{n}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$

Eigenschaften

Lithiummangan(III,IV)-oxid ist ein schwarzer Feststoff, der praktisch unlöslich in Wasser ist. Er besitzt eine kubische Kristallstruktur vom Spinelltyp mit der Vorlage:Raumgruppe (a = 8,2476 Å), die aus einer kubisch-dichtesten Kugelpackung von Oxidionen mit Lithiumionen in einem Achtel der Tetraederlücken und Manganionen in der Hälfte der Oktaederlücken besteht.

Verwendung

Lithiummangan(III,IV)-oxid wird als Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Akkumulatoren verwendet. Allerdings spricht die niedrige Zyklenstabilität der Verbindung eher für Lithiumcobaltoxid Li_1-xCoO₂ als Material. Durch Dotierung mit zweiwertigen Übergangsmetallkationen kann die Verbindung für diesen Einsatz stabilisiert werden.