12190-79-3/鈷酸鋰

【概述】
鈷酸鋰，化學(xué)式為L(zhǎng)iCoO2，是一種無(wú)機(jī)化合物，一般用于生產(chǎn)鋰離子電池的正極材料。

【理化性質(zhì)】

表1為L(zhǎng)iCoO2 正極材料的物理性能

表2為L(zhǎng)iCoO2的電化學(xué)性能

【結(jié)構(gòu)】
鈷酸鋰具有三種物相, 即層狀結(jié)構(gòu)的HT-Li-CoO2, 尖晶石結(jié)構(gòu)的LT-LiCoO2 和巖鹽相Li-CoO2。層狀LiCoO2中氧原子采取畸變的立方密堆積, 鈷層和鋰層交替分布于氧層兩側(cè), 占據(jù)八面體空隙;尖晶石結(jié)構(gòu)的LiCoO2氧原子為理想立方密堆積排列, 鋰層中含有25 %鈷原子, 鈷層中含有25 %鋰原子。巖鹽相晶格中Li+和Co3+隨機(jī)排列, 無(wú)法清晰辨出鋰層和鈷層。層狀的CoO2框架結(jié)構(gòu)為鋰離子的遷移提供了二位隧道。層狀鈷酸鋰結(jié)構(gòu)如圖1 所示(灰色圓圈為處于3b位置的Co3+, 黑圈為處于3a位置的Li+, 白色圓圈為處于6c位置的O2-)。

圖1為層狀鈷酸鋰結(jié)構(gòu)圖

【制備方法】
1.傳統(tǒng)高溫固相合成法合成LiCoO2一般是以Li-CO3或LiOH和CoCO3或Co3O4為原料, 按照摩爾比Li/Co為1∶1 配制, 在700～1000 ℃空氣氣氛下焙燒而成。
2.采用復(fù)合型反應(yīng)生成LiCoO2前驅(qū)體, 在350～450 ℃左右預(yù)處理, 然后在空氣中700～850 ℃下加熱, 這樣得到的產(chǎn)品晶體生長(zhǎng)更加完美, 從而獲得具有高結(jié)晶度的層狀LiCoO2, 其循環(huán)壽命長(zhǎng), 實(shí)際比容量更高, 可達(dá)150 mAh/g 。
3.采用堿式碳酸鈷2Co-CO3·3Co-(OH)2·3H2O 與Li2CO3 按n(Li)∶n(Co)=1∶1充分混勻后進(jìn)行加熱合成LiCoO2 。
4.將Li2CO3、CoCO3按n(Li)∶n(Co)=1∶1混合后在700～900 ℃空氣中焙燒制得LiCoO2。以碳電極為負(fù)極, LiCoO2為正極組裝成聚合物鋰離子蓄電池, 充放電測(cè)試結(jié)果表明與液態(tài)鋰離子蓄電池性能相近, 首次充放電效率在80 %以上。

【應(yīng)用】
用于生產(chǎn)鋰離子電池的正極材料。

【主要參考資料】
[1]李佩芳等.我國(guó)鈷酸鋰的生產(chǎn)現(xiàn)狀.新疆有色金屬.2002.3:29-30.
[2]雷圣輝等.鋰電池正極材料鈷酸鋰的改性研究進(jìn)展.湖南有色金屬.2009.25(5):37-42.