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2.3.4 Manganspinell (LiMn2O4)

Da die Kathoden mit Kobalt und Nickel bezüglich der Sicherheit nicht unproblematisch sind, wurde das sog. Manganspinell-Kathodenmaterial, ein lithiiertes Manganoxid,  entwickelt. Es ist stabiler in Hinsicht auf die in beschriebene Zersetzung. Darüber hinaus ist es im Hinblick auf die Rohstoffkosten sehr attraktiv. Die Kathode ist empfindlich bei tiefer Entladung (unter 3,1 V), da seine Kristallstruktur dann instabil wird, die Zelle also altert.

Die Energiedichte ist etwa 10 % niedriger als die der Metalloxid-Kathodenmaterialen.

Stabilisiert man Manganspinell z. B. mit Kobaltoxid, dann werden die positiven Eigenschaften der beiden zu Lasten der negativen verstärkt.

Abb.: Sterndiagramm für Li(NiCoMn)O2, Quelle: Boston Consulting Group

Zusammengefasst:

  • Sehr hohes Potential gegenüber Li/Li+
  • Hohe Energiedichte
  • Mittlere bis gute thermische Stabilität
  • Bis zu 150 mAh/g
  • 3,8 V Nennspannung pro Zelle (mit Graphitanode)