【概述】
钴酸锂是一种无机化合物,常用于生产锂离子电池的正极材料。
【理化性质】
表1显示了钴酸锂的物理性能。
表2显示了钴酸锂的电化学性能。
【结构】
钴酸锂存在三种物相,分别是层状结构的HT-Li-CoO2,尖晶石结构的LT-LiCoO2和岩盐相Li-CoO2。层状LiCoO2中,氧原子以畸变的立方密堆积方式排列,钴层和锂层交替分布于氧层两侧,占据八面体空隙;尖晶石结构的LiCoO2中,氧原子以理想的立方密堆积方式排列,锂层中含有25%的钴原子,钴层中含有25%的锂原子;岩盐相晶格中,Li+和Co3+随机排列,无法清晰区分锂层和钴层。层状的CoO2框架结构为锂离子的迁移提供了二维隧道。层状钴酸锂的结构如图1所示。
图1展示了层状钴酸锂的结构。
【制备方法】
1.传统高温固相合成法:以Li-CO3或LiOH和CoCO3或Co3O4为原料,按照摩尔比Li/Co为1∶1配制,通过在700~1000℃的空气气氛下焙烧得到LiCoO2。
2.采用复合型反应生成LiCoO2前驱体,经过约350~450℃的预处理,然后在空气中700~850℃加热,可以得到晶体生长更完美的层状LiCoO2,其循环寿命长,实际比容量可达150mAh/g。
3.采用碱式碳酸钴2Co-CO3·3Co-(OH)2·3H2O与Li2CO3按n(Li)∶n(Co)=1∶1充分混匀后进行加热合成LiCoO2。
4.将Li2CO3和CoCO3按n(Li)∶n(Co)=1∶1混合后,在700~900℃的空气中焙烧制得LiCoO2。以碳电极为负极,LiCoO2为正极组装成聚合物锂离子蓄电池,充放电测试结果表明与液态锂离子蓄电池性能相近,首次充放电效率在80%以上。
【应用】
钴酸锂主要用于生产锂离子电池的正极材料。
【主要参考资料】
[1]李佩芳等.我国钴酸锂的生产现状.新疆有色金属.2002.3:29-30.
[2]雷圣辉等.锂电池正极材料钴酸锂的改性研究进展.湖南有色金属.2009.25(5):37-42.