El óxido de litio y manganeso (LiMn₂O₄) es un material catódico ampliamente utilizado en las baterías de iones de litio, conocido por su combinación de buena seguridad, estabilidad térmica y características de rendimiento razonables. Es un óxido de metal de transición que forma parte de una familia más amplia de materiales de óxido metálico de litio utilizados para baterías recargables.
Fórmula: LiMn₂O₄. Aspecto: Suele ser un polvo fino, que suele ser de color gris o blanquecino. Densidad: Alrededor de 4,2-4,5 g/cm³. Estructura cristalina: Estructura de espinela, donde los átomos de manganeso están dispuestos en un marco 3D, lo que permite que los iones de litio se intercalen fácilmente durante el ciclo.
Densidad de energía: El óxido de litio y manganeso ofrece una densidad de energía moderada en comparación con otros materiales catódicos como el óxido de litio y cobalto (LCO) o el litio níquel cobalto manganeso (NCM). La capacidad típica de LiMn₂O₄ está en el rango de 120-130 mAh/g. Rango de voltaje: LiMn₂O₄ opera dentro de una ventana de voltaje de aproximadamente 3.0-4.2 V, similar a muchos otros cátodos de iones de litio. Ciclo de vida: LiMn₂O₄ tiene un buen ciclo de vida y generalmente se considera estable durante muchos ciclos de carga/descarga, con una degradación mínima de la capacidad. Estabilidad térmica: Una de las ventajas significativas del óxido de litio y manganeso es su alta estabilidad térmica, lo que lo hace menos propenso al sobrecalentamiento o a la fuga térmica en comparación con otros materiales como el óxido de litio y cobalto (LCO). Esto proporciona una mayor seguridad, especialmente en aplicaciones donde la alta generación de calor es una preocupación.
Baterías de iones de litio: LiMn₂O₄ se usa comúnmente en baterías de iones de litio para aplicaciones que requieren una densidad de energía moderada y alta seguridad, como herramientas eléctricas, vehículos eléctricos híbridos (HEV) y dispositivos médicos. Vehículos eléctricos (EV): Debido a su estabilidad térmica, el óxido de manganeso y litio se utiliza en ciertos EV y autobuses eléctricos, especialmente cuando el enfoque está en la seguridad y la longevidad sobre la densidad de energía extrema. Sistemas de almacenamiento de energía (ESS): El óxido de litio y manganeso se utiliza en sistemas de almacenamiento de energía a gran escala donde la seguridad, la estabilidad y la rentabilidad son más críticas que la capacidad de energía bruta. Electrónica de consumo: Se encuentra en algunos dispositivos portátiles y fuentes de energía recargables donde se acepta una densidad de energía moderada.
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