Оксид лития-кобальта

редактировать
Оксид лития-кобальта
Литий-кобальтовый оксид- 3D-balls.png . __ Li __ Co __ O
Литий-оксид кобальта-3D -polyhedra.png
Имена
ИЮПАК оксид лития-кобальта (III)
Другие названия литий-кобальтит
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard 100. 032.135 Отредактируйте это в Wikidata
Номер EC
  • 235-362-0
PubChem CID
CompTox Dashboard (EPA )
InChI
УЛЫБАЕТСЯ
Свойства
Химическая формула LiCoO. 2
Молярная масса 97,87 г моль
Опасности
Основная опасности вредно
пиктограммы GHS GHS07: Вредно GHS08: Опасно для здоровья
Сигнальное слово GHS Опасно
Предупреждения об опасности GHS H317, H350, H360
GHS меры предосторожности 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).
☒ N (что такое ?)
Ссылки на ink

Оксид лития-кобальта, иногда называемый кобальтатом лития или кобальтитом лития, является химическое соединение с формулой LiCoO. 2. Атомы кобальта формально находятся в степени окисления +3, поэтому IUPAC название оксид лития-кобальта (III) .

Литий-кобальт оксид имеет темно-синий или голубоватый оттенок. серое кристаллическое твердое вещество, которое обычно используется в положительных электродах литий-ионных батарей.

Содержание
  • 1 Структура
  • 2 Подготовка
  • 3 Использование в аккумуляторных батареях
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
Структура

Структура LiCoO. 2была изучена с помощью множества методов, включая дифракцию рентгеновских лучей, электронная микроскопия, нейтронная порошковая дифракция и EXAFS.

Твердое тело состоит из слоев одновалентных катионов лития (Li.), которые лежат между протяженными анионными слоями атомов кобальта и кислорода, расположенными в виде общих ребер октаэдров с двумя гранями, параллельными плоскости листа. Атомы кобальта формально находятся в трехвалентной степени окисления (Co.) и зажаты между двумя слоями атомов кислорода (O.).

В каждом слое (кобальта, кислорода или лития) атомы расположены в правильной треугольной решетке. 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). Симметрия точечной группы имеет вид R 3 ¯ m {\ displaystyle R {\ bar {3}} m}R {\ bar 3} m в обозначении Германа-Могена, что означает элементарную ячейку с тройным неправильная симметрия вращения и зеркальная плоскость. Тройная ось вращения (которая перпендикулярна слоям) называется неправильной, потому что треугольники кислорода (находящиеся на противоположных сторонах каждого октаэдра) противоположно выровнены.

Получение

Полностью восстановленный литий оксид кобальта может быть получен путем нагревания стехиометрической смеси карбоната лития Li. 2CO. 3и оксида кобальта (II, III) Co. 3O. 4или металлического кобальта при 600–800 ° C с последующим отжигом продукта при 900 ° C. C в течение многих часов, все в атмосфере кислорода.

LCO Synthesis Путь синтеза LCO нанометрового и субмикрометрового размера

Частицы нанометрового размера, более подходящие для использования на катоде, также могут быть получены прокаливанием гидратированного оксалат кобальта β-CoC. 2O. 4· 2H. 2O в виде стержневидных кристаллов длиной около 8 мкм и шириной 0,4 мкм с гидроксидом лития LiOH, до 750–900 ° C.

В третьем методе используются ацетат лития, ацетат кобальта и лимонная кислота в равных молярных количествах, 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

Использование оксида лития-кобальта в качестве интеркалирующего электрода было обнаружено в 1980 г. в Oxford Исследовательская группа университета во главе с Джоном Б. Гуденафом и Коичи Мидзусима Токийского университета .

В настоящее время соединение используется в качестве катода в некоторых перезаряжаемых литий-ионные батареи с размером частиц от нанометров до микрометров. Во время зарядки кобальт частично окисляется до состояния +4, при этом некоторые ионы лития перемещаются в электролит, что приводит к образованию ряда соединений Li. xCoO. 2с 0 < x < 1.

. Катоды с LiCoO. 2обладают очень стабильной емкостью, но имеют меньшую емкость и мощность, чем катоды с катодами на основе оксидов никель-кобальт-алюминия (NCA). Проблемы с термической стабильностью лучше для катодов LiCoO. 2, чем для других химикатов с высоким содержанием никеля, хотя и незначительно. Это делает LiCoO. 2аккумуляторы чувствительными к тепловому разгону в случаях неправильного обращения, например при работе при высоких температурах (>130 ° C) или перезарядке. При повышенных температурах при разложении LiCoO. 2 образуется кислород, который затем вступает в реакцию с органическим электролитом элемента. Это является проблемой безопасности из-за величины этой сильно экзотермической реакции, которая может распространяться на соседние ячейки или воспламенять близлежащий горючий материал. В общем, это наблюдается для многих катодов литий-ионных батарей.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-28 03:29:09
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте