Litiumkobaltiet

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Jump to navigation Jump to search
Eienskappe

Algemeen

Naam Litiumkobaltiet 
Sistematiese naam Litiumkobaltaat-III 
Ander name Litiumkobalt(III)oksied
Struktuurformule van
Chemiese formule LiCoO2
Molêre massa 58,44 [g/mol][1]
CAS-nommer 12190-79-3[1]  
Voorkoms Blouerigswart vastestof[1]
Fasegedrag  
Selkonstantes 0.2817nm 1.4059nm  
Ruimtegroep R3m
Smeltpunt >1000 °C[1]
Kookpunt
Digtheid 4,62 g/cm3 (gemeet), 5,03 g/cm3 (bereken)[2]
Oplosbaarheid onoplosbaar[1]

Suur-basis eienskappe

pKa

Veiligheid

Flitspunt onbrandbaar

Tensy anders vermeld is alle data vir standaardtemperatuur en -druk toestande.

 

Litiumkobaltiet; IUPAC-naam litiumkobaltaat-III; ook litiumkobalt(III)oksied is 'n gemengde oksied van litium en kobalt met oksidasietoestand +3 en die formule LiCoO2.

Litiumkobaltiet is 'n vastestof met hoë smeltpunt en 'n gelaagde kristalstruktuur, wat tot die α-NaFeO2-tipe behoort. Die kobaltatome is in oktaëders van suurstofatome en vorm gelaaide lae met formule CoO2. Die struktuur is romboëdries met 'n ABCABC-drie-lae-volgorde. Tussen hierdie lae is 'n laag Li+-ione wat die stof elektries neutraal maak.

Interkalasie[wysig | wysig bron]

Die stof word baie as katode-materiaal in litiumioonbatterye aangewend. Die stof se besonder eienskappe berus op die moontlikheid om die litiumione te deïnterkaleer: amper die helfte van hulle kan verwyder word sonder groot wysiging van die kristalstruktuur. Die c-as van die kristalstruktuur word net effens anders.[3] Die interkalasie / deïnterkalasie – reaksie kan weergegee word as:

Hierdie reaksie verteenwoordig 'n oksidasie van die oksied en die oksidasietoestand van kobalt styg van +3 na waardes groter as 3. Die gevormde oksied is 'n nie-stoigiometriese verbinding met 'n gemengde kobaltoksidasietoestand +3/+4.

Vervaardiging[wysig | wysig bron]

Litiumkobaltiet kan by 'n temperatuur van 900 oC uit litiumkarbonaat en Co3O4 en suurstof vervaardig word:

Die stof kan by kamertemperatuur gemaklik geoksideer word tot LixCoO2 met I2, Br2, H2SO4 of NO2BF4 en behou sy romboedriese drie-lae-struktuur vir 0,54<x<1. Vir 0,46<x<0,54 word 'n struktuur met 'n monokliniese vervorming gevind. In die bereik 0,54<x<1 vind egter ook 'n subtiele wysiging plaas. Daar is twee weergawes van die romboedriese struktuur, een in die bereik 0,54<x<0,78 en 'n ander een in die bereik 0,94<x<1. Die bereik daartussen 0,79<x<0,94 is 'n tweefasegebied. Hierdie verskille hang saam met die elektroniese bandstruktuur van die materiaal. Die spintoestand van die Co4+-ioon wat deur oksidasie gevorm word verander van hoëspin vir 0,94<x<1 na laespin vir x<0,79. Dit veroorsaak wysigings in die elektriese en magnetiese eienskappe van die stof.[4]

Verwysings[wysig | wysig bron]

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 LTS research labs (in en)”.
  2. Lekser
  3. High voltage ageing of LiCoO2 R. Yazami, Y. Ozawa, H. Gabrisch, B. Fultz Electrochemical Society Proceedings 2003–20 317ff
  4. Magnetism and structure of LixCoO2 and comparison to NaxCoO2 J.T. Hertz, Q. Huang, T. McQueen, T. Klimczuk, J.W.G. Bos, L. Viciu, R.L. Cava Phys Rev B 2008