Lithiummangan(III,IV)-oxid

Kristallstruktur
	_ Li+ 0 _ Mn3+/4+0 _ O2−
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	Fd3m (Nr. 227)
Gitterparameter	a = 8,2476 Å
Allgemeines
Name	Lithiummangan(III,IV)-oxid
Andere Namen	LMO; Lithiummanganoxid; Lithiummanganat(III,IV); Lithiummanganspinell;
Verhältnisformel	LiMn2O4
Kurzbeschreibung	dunkelgrauer bis schwarzer geruchloser Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer (Listennummer)	601-724-5
ECHA-InfoCard	100.126.994
PubChem	56845409
Wikidata	Q29565403
Eigenschaften
Molare Masse	180,81 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	4,1 g·cm−3 (25 °C)
Schmelzpunkt	>400 °C
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung	keine GHS-Piktogramme
	keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze	H: keine H-Sätze
	P: keine P-Sätze
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.; Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

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.^[4]

Gewinnung und Darstellung

Lithiummangan(III,IV)-oxid kann durch Reaktion von Lithium, Lithiumhydroxid oder Lithiumcarbonat mit Mangan(IV)-oxid gewonnen werden.^[5]^[6]

{\ce {Li + 2MnO2 -> LiMn2O4}}

Eigenschaften

Lithiummangan(III,IV)-oxid ist ein schwarzer Feststoff,^[2] der praktisch unlöslich in Wasser ist.^[3] Er besitzt eine kubische Kristallstruktur vom Spinelltyp mit der Raumgruppe Fd3m (Raumgruppen-Nr. 227)Vorlage:Raumgruppe/227 (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.^[7]^[6]

Verwendung

Lithiummangan(III,IV)-oxid wird als Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Akkumulatoren verwendet.^[2] 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.^[8]

Einzelnachweise

↑ Peter Kurzweil, Otto K. Dietlmeier: Elektrochemische Speicher Superkondensatoren, Batterien, Elektrolyse-Wasserstoff, Rechtliche Grundlagen. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-10900-4, S. 189 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Datenblatt Lithium manganese oxide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. Mai 2017 (PDF).
↑ ^a ^b ^c Datenblatt Lithium manganese(III,IV) oxide bei Alfa Aesar, abgerufen am 25. März 2017 (Seite nicht mehr abrufbar).
↑ Eriksson, Tom: LiMn2O4 as a Li-ion Battery Cathode. From Bulk to Electrolyte Interface, abgerufen am 25. März 2017. urn:nbn:se:uu:diva-1397.
↑ Chuanyun Wan, Yanna Nuli, Jihua Zhuang, Zhiyu Jiang: Synthesis of spinel LiMn₂O₄ using direct solid state reaction. In: Materials Letters. 56, 2002, S. 357, doi:10.1016/S0167-577X(02)00485-8.
↑ ^a ^b Christian Julien, Alain Mauger, Ashok Vijh, Karim Zaghib: Lithium Batteries Science and Technology. Springer, 2015, ISBN 978-3-319-19108-9, S. 176 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ Junji Akimoto, Yasuhiko Takahashi, Yoshito Gotoh, Susumu Mizuta: Single Crystal X-ray Diffraction Study of the Spinel-type LiMn₂O₄. In: Chemistry of Materials. 12, 2000, S. 3246, doi:10.1021/cm0003673.
↑ Thorsten Buhrmester: Zur Fehlordnung im System Li_1+xMn_2−yO_4-z, Dissertation 2001

[Peter_Kurzweil,_Otto_K._Dietlmeier-1] Peter Kurzweil, Otto K. Dietlmeier: Elektrochemische Speicher Superkondensatoren, Batterien, Elektrolyse-Wasserstoff, Rechtliche Grundlagen. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-658-10900-4, S. 189 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[Sigma-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Datenblatt Lithium manganese oxide bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. Mai 2017 (PDF).

[Alfa-3] Datenblatt Lithium manganese(III,IV) oxide bei Alfa Aesar, abgerufen am 25. März 2017 (Seite nicht mehr abrufbar).

[diva-portal.org-4] Eriksson, Tom: LiMn2O4 as a Li-ion Battery Cathode. From Bulk to Electrolyte Interface, abgerufen am 25. März 2017. urn:nbn:se:uu:diva-1397.

[DOI10.1016/S0167-577X(02)00485-8-5] Chuanyun Wan, Yanna Nuli, Jihua Zhuang, Zhiyu Jiang: Synthesis of spinel LiMn₂O₄ using direct solid state reaction. In: Materials Letters. 56, 2002, S. 357, doi:10.1016/S0167-577X(02)00485-8.

[Christian_Julien,_Alain_Mauger,_Ashok_Vijh,_Karim_Zaghib-6] Christian Julien, Alain Mauger, Ashok Vijh, Karim Zaghib: Lithium Batteries Science and Technology. Springer, 2015, ISBN 978-3-319-19108-9, S. 176 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).

[DOI10.1021/cm0003673-7] Junji Akimoto, Yasuhiko Takahashi, Yoshito Gotoh, Susumu Mizuta: Single Crystal X-ray Diffraction Study of the Spinel-type LiMn₂O₄. In: Chemistry of Materials. 12, 2000, S. 3246, doi:10.1021/cm0003673.

[8] Thorsten Buhrmester: Zur Fehlordnung im System Li_1+xMn_2−yO_4-z, Dissertation 2001

[4]