Оксид лития-кобальта - Lithium cobalt oxide
 |
|
|
|
| Имена | |
|---|---|
|
Название ИЮПАК
оксид лития-кобальта (III)
|
|
| Другие названия
литий-кобальтит
|
|
| Идентификаторы | |
|
3D модель ( JSmol )
|
|
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.032.135 
|
| Номер ЕС | |
|
PubChem CID
|
|
|
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Характеристики | |
|
LiCoO 2 |
|
| Молярная масса | 97,87 г моль -1 |
| Появление | темно-синее или голубовато-серое кристаллическое твердое вещество |
| Опасности | |
| Основные опасности | вредный |
| Пиктограммы GHS |
 
|
| Сигнальное слово GHS | Опасность |
| H317 , H350 , H360 | |
| P201 , P202 , P261 , P272 , P280 , P281 , P302 + 352 , P308 + 313 , P321 , P333 + 313 , P363 , P405 , P501 | |
|
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
 проверить ( что есть ?)
  |
|
| Ссылки на инфобоксы | |
Оксид лития-кобальта , иногда называемый кобальтатом лития или кобальтитом лития , представляет собой химическое соединение с формулой LiCoO.
2. В кобальта атомы формально состоянии окисления +3, следовательно, ИЮПАК название оксида лития - кобальта (III) , .
Литий оксид кобальта представляет собой темно - синего или сине-серого кристаллического твердого вещества, и обычно используется в положительных электродов в литий-ионных батарей .
Состав
Структура LiCoO
2был изучен с помощью множества методов, включая дифракцию рентгеновских лучей , электронную микроскопию , дифракцию нейтронов на порошке и EXAFS .
Твердое тело состоит из слоев одновалентных катионов лития ( Li+
), которые лежат между протяженными анионными слоями атомов кобальта и кислорода, расположенными в виде октаэдров с общими ребрами , с двумя гранями, параллельными плоскости листа. Атомы кобальта формально находятся в трехвалентной степени окисления ( Co3+
) и зажаты между двумя слоями атомов кислорода ( O2−
).
В каждом слое (кобальта, кислорода или лития) атомы расположены в правильную треугольную решетку. Решетки смещены так, что атомы лития находятся дальше всего от атомов кобальта, и структура повторяется в направлении, перпендикулярном плоскостям, через каждые три слоя кобальта (или лития). Симметрии точечной группы находится в Германн-Могене нотации, означающая элементарную ячейку с тройной неправильной вращательной симметрией и зеркальной плоскостью. Тройная ось вращения (которая перпендикулярна слоям) называется неправильной, потому что треугольники кислорода (находящиеся на противоположных сторонах каждого октаэдра) противоположно выровнены.
Подготовка
Полностью восстановленный оксид кобальта лития может быть получен нагреванием стехиометрической смеси карбоната лития Li
2CO
3и оксид кобальта (II, III) Co
3О
4или металлический кобальт при 600–800 ° C с последующим отжигом продукта при 900 ° C в течение многих часов в атмосфере кислорода.
_synthesis_route.png)
Частицы нанометрового размера, более подходящие для катодного использования, также могут быть получены прокаливанием гидратированного оксалата кобальта β- CoC.
2О
4· 2 часа
2О в виде стержневидных кристаллов длиной около 8 мкм и шириной 0,4 мкм с гидроксидом лития LiOH , до 750–900 ° С.
Третий метод использует литий ацетат , ацетат кобальта , и лимонную кислоту в равных количествах молярных, в водном растворе. При нагревании до 80 ° C смесь превращается в вязкий прозрачный гель. Затем высушенный гель измельчают и постепенно нагревают до 550 ° C.
Использование в аккумуляторных батареях
Полезность оксида лития - кобальта в качестве электрода интеркаляции был обнаружен в 1980 году в Oxford University исследовательская группа под руководством Джона Б. Гудинафа и Токийского университета «ы Коити Mizushima .
В настоящее время соединение используется в качестве катода в некоторых перезаряжаемых литий-ионных батареях с размером частиц от нанометров до микрометров . Во время зарядки кобальт частично окисляется до состояния +4, при этом некоторые ионы лития перемещаются в электролит, в результате чего образуется ряд соединений Li
ИксCoO
2с 0 < x <1.
Аккумуляторы, изготовленные из LiCoO
2катоды имеют очень стабильную емкость, но имеют меньшую емкость и мощность, чем катоды с катодами на основе оксидов никель-кобальт-алюминия (NCA). Проблемы с термической стабильностью лучше для LiCoO
2катоды, чем другие химические соединения с высоким содержанием никеля, хотя и незначительно. Это делает LiCoO
2батареи, чувствительные к тепловому выходу из строя в случаях неправильного обращения, например при работе при высоких температурах (> 130 ° C) или перезарядке . При повышенных температурах LiCoO
2 При разложении образуется кислород , который затем вступает в реакцию с органическим электролитом элемента. Это проблема безопасности из-за величины этой экзотермической реакции , которая может распространиться на соседние ячейки или воспламенить близлежащий горючий материал. В общем, это наблюдается для многих катодов литий-ионных аккумуляторов.