Das Anionengitter in der Spinellstruktur (Raumgruppe ) besteht aus einem kubisch dicht gepackten Netzwerk von Sauerstoffatomen wie bei den Schichtverbindungen. Die Kationen der Übergangsmetalle befinden sich in den oktaedrischen und die Li+-Ionen in den tetraedrischen Plätzen, während die Diffusion der Li+-Ionen mit dem dreidimensionalen (3D) Zwischengitterplatz im M2O4-Spinellgerüst erfolgt.
Trotz einer theoretischen spezifischen Kapazität von nur 148 mAh g-1 wird LiMn2O4 (LMO) aufgrund seiner geringeren Kosten als geeignetes Kathodenmaterial zum Ersatz von LCO angesehen. Es wurde jedoch festgestellt, dass das Material aufgrund von Manganauflösung, Jahn-Teller-Verzerrung und der Entwicklung von Mikrodehnungen einen starken Kapazitätsabfall aufweist. Die kationische Substitution mit anderen Elementen, wie z. B. Ni, wurde zur Stabilisierung der Struktur eingesetzt und führte zur Entwicklung des HV-Spinells LiNi0,5Mn1,5O4 (LNMO). Aufgrund seines hohen Betriebspotenzials (4,7 V gegenüber Li/Li+) und seiner theoretischen spezifischen Kapazität von 147 mAh g-1 hat sich LNMO als attraktives HV-Kathodenmaterial erwiesen.