Hiện nay, an ninh năng lượng và phát triển bền vững đang là những thách
thức mang tích chất toàn cầu, là vấn đề cần phải được tất cả các quốc gia
quan tâm đặc biệt cho cuộc sống hiện tại và trong tương lai. Các nguồn năng
lượng dựa trên nhiên liệu hóa thạch (dầu mỏ, than, khí đốt, .) và cả năng
lượng hạt nhân được sử dụng hiện nay đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt.
Hơn thế nữa việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch còn thải ra khí CO2 gây
ra những thảm họa về biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường. Vấn đề đặt ra
hiện nay là cần phải tìm kiếm, khai thác và sử dụng các nguồn năng lượng
sạch tái tạo lại được và không gây ra tác hại với môi trường để thay thế các
nguồn năng lượng trên. Trong số các nguồn năng lượng sạch có khả năng tái
tạo lại thì năng lượng gió, năng lượng mặt trời đã và đang được xem là nguồn
năng lượng thay thế có rất nhiều triển vọng. Tuy nhiên các dạng năng lượng
này lại có một hạn chế rất lớn đó là thường không liên tục và phụ thuộc điều
kiện thời tiết. Để khắc phục những nhược điểm trên và để sử dụng các nguồn
năng lượng này một cách hiệu quả thì cần phải có thiết bị để lưu trữ các năng
lượng này để sử dụng khi cần thiết.
Trong lĩnh vực nghiên cứu và chế tạo pin ion liti, ba nhóm vật liệu cơ bản
được quan tâm nhiều nhất hiện nay đó là: i/ Nhóm vật liệu cấu trúc lớp
LiCoO2 (LCO); ii/ Nhóm vật liệu cấu trúc spinel của LiMn2O4 (LMO); iii/
Nhóm vật liệu cấu trúc olivine của LiFePO4 (LFP). Đây đều là các vật liệu
có khả năng trao đổi, tích trữ các ion H+ và Li+ rất tốt và chúng là thành phần
cơ bản để chế tạo ra các dương cực (điện cực dương) trong các linh kiện cho
pin ion liti (LIBs) (Lithium ion batteries).
Khoảng hai thập kỷ lại đây vật liệu spinel của các oxit kim loại chuyển
tiếp, đặc biệt là hợp chất LiMn2O4 nhận được sự quan tâm rất lớn trong lĩnh
vực nghiên cứu pin ion liti (LIBs). Với tính phổ biến, không độc vật liệu
spinel LiMn2O4 có lợi thế nhiều hơn so với vật liệu LiCoO2.