. __ Li __ Co __ O | |
Имена | |
---|---|
ИЮПАК оксид лития-кобальта (III) | |
Другие названия литий-кобальтит | |
Идентификаторы | |
Номер CAS | |
3D-модель (JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100. 032.135 |
Номер EC |
|
PubChem CID | |
CompTox Dashboard (EPA ) | |
InChI
| |
УЛЫБАЕТСЯ
| |
Свойства | |
Химическая формула | LiCoO. 2 |
Молярная масса | 97,87 г моль |
Опасности | |
Основная опасности | вредно |
пиктограммы GHS | |
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.
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 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.
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.
Путь синтеза LCO нанометрового и субмикрометрового размераЧастицы 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 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.