Òxit de liti i cobalt
El òxit de liti i cobalt, a voltes denominat cobalato de liti[1] o cobaltita de liti,[2] és un compost químic la fòrmula del qual és LiCoO2. Els àtoms de cobalt es troben formalment en l'estat d'oxidació +3, d'ahí el nom IUPAC de òxit de cobalt de liti (III).
L'òxit de liti i cobalt és un sòlit cristalí de color blau obscur o gris blavenc,[3] i s'utilisa habitualment en els electrodos positius de les bateries de ions de liti.
Estructura
[editar | editar còdic]L'estructura del LiCoO2 s'ha estudiat en numeroses tècniques, com difracció de rajos X, microscopía electrònica, difracció de neutrons en pols i EXAFS.[4]
El sòlit està format per capes de cationes de liti monovalentes (Li+) que es troben entre làmines aniónicas esteses d'àtoms de cobalt i oxigen, dispostes com octaedres de vores compartides, en dos cares paraleles al pla de la làmina.[5] Els àtoms de cobalt es troben formalment en l'estat d'oxidació trivalente (Co3+) i estan intercalados entre dos capes d'àtoms d'oxigen (O2-).
En cada capa (cobalt, oxigen o liti), els àtoms estan disposts en una ret triangular regular. Les retículas estan desplaçades de modo que els àtoms de liti estan més alluntats dels àtoms de cobalt, i l'estructura es repetix en la direcció perpendicular als plans cada tres capes de cobalt (o liti). La simetria de grup puntual és en notació Hermann-Mauguin, lo que significa una cela unitària en triple simetria rotacional impròpia i un pla especular. El triple eix de rotació (que és normal a les capes) es denomina impropi perque els triànguls d'oxigen (que estan en costats oposts de cada octaedre) estan desalineados.[6]
Preparació
[editar | editar còdic]L'òxit de liti-cobalt totalment reduït pot preparar-se calfant una mescla estequiomètrica de carbonat de liti Li2CO3 i òxit de cobalt(II,III) Co3O4 o cobalt metàlic a 600-800 °C i, a continuació, recociendo el producte a 900 °C durant moltes hores, tot això baix una atmòsfera d'oxigen.[5][2][6]
També es poden obtindre partícules de tamany nanométrico més adequades per al seu us com a càtodo per mig del calcinació d'oxalato de cobalt hidratado β-CoC2O4·2H2O, en forma de cristals en bastó d'uns 8 μm de llarc i 0,4 μm d'ample, en hidròxit de liti LiOH, fins a 750-900 °C.[7]
Un tercer método utilisa acetat de liti, acetat de cobalt i àcit cítric en cantitats molar iguals, en solució acuosa. El calfament a 80 °C convertix la mescla en un gel viscós transparent. A continuació, el gel sec es tritura i es calfa gradualment fins a 550 °C.[8]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ A. L. Emelina, M. A. Bykov, M. L. Kovba, B. M. Senyavin, E. V. Golubina (2011), "Thermochemical properties of lithium cobaltate". Russian Journal of Physical Chemistry, volume 85, issue 3, pages 357–363; doi:10.1134/S0036024411030071
- ↑ 2,0 2,1 Ondřej Jankovský, Jan Kovařík, Jindřich Leitner, Květoslav Růžička, David Sedmidubský (2016) "Thermodynamic properties of stoichiometric lithium cobaltite LiCoO2". Thermochimica Acta, volume 634, pages 26-30. doi:10.1016/j.tca.2016.04.018
- ↑ LinYi Gelon New Battery Materials Co., Ltd, "Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2) for lithium ion battery ". Catalog entry, accessed on 2018-04-10,
- ↑ “X-ray absorption fine structure and neutron diffraction analyses of de-intercalation behavior in the LiCoO2 and LiNiO2 systems” (1997). Journal of Power Sources 68 (2): 536–539. doi:. Bibcode: 1997JPS....68..536N.
- ↑ 5,0 5,1 “Atomic resolution of lithium ions in Plantilla:Chem” (1 de juliol 2003). Nature Materials 2 (7): 464–467. doi:. PMID 12806387.
- ↑ 6,0 6,1 “Cobalt(III) lithium oxide, Plantilla:Chem: structure refinement by powder neutron diffraction” . Acta Crystallographica Section C 40 (1): 12–14. doi:.
- ↑ Qi, Zhaoxiang. “High-Performance LiCoO2 Sub-Micrometer Materials from Scalable Microparticle Template Processing”. ChemistrySelect 1 (13): 3992–3999. doi:.
- ↑ “Nano-LiCoO2 as cathode material of large capacity and high rate capability for aqueous rechargeable lithium batteries” . Electrochemistry Communications 12 (11): 1524–1526. doi:.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Óxido de litio y cobalto» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.