正極材料為LiCoO2的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。但鈷的資源匱乏限制了其進(jìn)一步發(fā)展。
(1)橄欖石型LiFePO4是一種潛在的鋰離子電池正極材料,它可以通過(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4與LiOH溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng),所得沉淀經(jīng)80℃真空干燥、高溫成型而制得。
①共沉淀反應(yīng)除了得到LiFePO4外,還有另外一種酸式鹽產(chǎn)物,請寫出共沉淀的化學(xué)方程式為
(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O
(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O
。
②高溫成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善誠信后的LiFePO4的導(dǎo)電性能外,還能與空氣中O2反應(yīng),防止LiFePO4中的Fe2+被氧化
與空氣中O2反應(yīng),防止LiFePO4中的Fe2+被氧化
。
(2)廢舊鋰離子電池的正極材料試樣(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通過下列實驗方法回收鈷、鋰。
①在上述溶解過程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式為8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
。
②已知Co的氧化物與Fe的氧化物類似。Co(OH)2在空氣中加熱時,固體殘留率隨溫度的變化如右圖所示。已知鈷的氫氧化物加熱至290℃時已完全脫水,則1000℃時,剩余固體的成分為CoO
CoO
(填化學(xué)式)
在350~400℃范圍內(nèi),剩余固體的成分為Co2O3、Co3O4
Co2O3、Co3O4
(填化學(xué)式)。