Litiumkobolttioksidi
Litiumkobolttioksidi eli litiumkoboltiitti (LiCoO2) on epäorgaaninen ioniyhdiste. Yhdiste johtaa sähköä ja sitä käytetään litiumioniakuissa katodina.
| Litiumkobolttioksidi | |
|---|---|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| PubChem CID | |
| Ominaisuudet | |
| Molekyylikaava | LiCoO2 |
| Moolimassa | 97,871 g/mol |
| Ulkomuoto | Harmaata kiteistä ainetta |
| Tiheys | 5,16 g/cm3[1] |
Rakenne muokkaa
Litiumkobolttioksidin kiderakenne on selvitetty röntgensädediffraktion avulla ja sillä on heksagoninen alkeiskoppi. Kiderakenne koostuu koboltti- ja happiatomien muodostamista kerroksista, joissa ne ovat sijoittuneet oktaedrin muotoon. Litiumionit sijoittuvat näiden kerrosten väliin.[2]
Valmistus muokkaa
Litiumkobolttioksidia tuotetaan kuumentamalla litiumkarbonaattia ja kobolttikarbonaattia 900 °C lämpötilassa kahdenkymmenen tunnin ajan tai kuumentamalla litiumkarbonaattia ja koboltti(II,III)oksidia viisi tuntia 550 °C lämpötilassa ja tämän jälkeen vuorokauden ajan 850 °C lämpötilassa. Ensin mainitulla tavalla tuote on usein epästoikiometristä ja sen suhdekaavaksi on määritetty Li0,99Co1,04O2.[1][3]
- 6 Li2CO3 + 4 Co3O4 + O2 → 12 LiCoO2 + 6 CO2
Käyttö muokkaa
Litiumkobolttioksidia käytetään katodina litiumakuissa ja anodina hiiltä. Tällöin akkua ladattaessa tapahtuu reaktio alla oleva yhtälön mukaisesti. Akun purkautuessa reaktio on käänteinen.[4] Akun latautuessa koboltti hapettuu hapetusluvulta +III hapetusluvulle +IV ja litiumionit pelkistyvät grafiittianodin pinnalla litiummetalliksi.[5]
- Li1-xCoO2 + CnLix LiCoO2 + Cn
Tällaisesta akusta saatava jännite on 3,6V.[4] Litiumkobolttioksidin etuja ovat sen lämmönkestävyys, korkea kapasiteetti (137 mAh/g), pitkä kestoikä, korkea purkautumisjännite ja sitä on helppo tuottaa teollisesti hyvin puhtaana.[1][6]
Litiumkobolttioksidia voidaan käyttää myös keramiikan lasitteissa.[7]
Lähteet muokkaa
- ↑ a b c Ulrich Wietelmann & Richard J. Bauer: Lithium and lithium compounds, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 2002 Teoksen verkkoversio Viitattu 1.11.2010
- ↑ Yang Shao-Horn, Laurence Croguennec, Claude Delmas, E. Chris Nelson & Michael A. O'Keefem: Atomic resolution of lithium ions in LiCoO2. Nature Materials, 2003, 2. vsk, s. 464–467. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 1.11.2010. (englanniksi)
- ↑ Masaki Yoshio,R. J. Brodd,Akiya Kozawa (toim.): Lithium-ion batteries: science and technologies, s. 303. Springer, 2009. ISBN 978-0-387-34444-7. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 1.11.2010). (englanniksi)
- ↑ a b Antonio Luque,Steven Hegedus: Handbook of photovoltaic science and engineering, s. 823. John Wiley and Sons, 2003. ISBN 978-0-471-49196-5. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 1.11.2010). (englanniksi)
- ↑ Geoff Rayner-Canham & Tina Overton: Descriptive Inorganic Chemistry, s. 254. 5th Edition. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-1-4292-2434-5. (englanniksi)
- ↑ K. Zaghib,C. M. Julien,J. Prakash (toim.): New trends in intercalation compounds for energy storage and conversion, s. 317. The Electrochemical Society, 2003. ISBN 978-1566774031. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 1.11.2010). (englanniksi)
- ↑ George Stuart Brady,George S. Brady,Henry R. Clauser,John A. Vaccari: Materials handbook, s. 248. McGraw-Hill Professional, 2002. ISBN 9780071360760. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 1.11.2010). (englanniksi)