Litiumkobolttioksidi

Litiumkobolttioksidi eli litiumkoboltiitti (LiCoO2) on epäorgaaninen ioniyhdiste. Yhdiste johtaa sähköä ja sitä käytetään litiumioniakuissa katodina.

Rakenne
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.

Valmistus
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.
6 Li2CO3 + 4 Co3O4 + O2 → 12 LiCoO2 + 6 CO2

Käyttö
Litiumkobolttioksidia käytetään katodina litiumakuissa ja anodina hiiltä. Tällöin akkua ladattaessa tapahtuu reaktio alla oleva yhtälön mukaisesti. Akun purkautuessa reaktio on käänteinen. Akun latautuessa koboltti hapettuu hapetusluvulta +III hapetusluvulle +IV ja litiumionit pelkistyvät grafiittianodin pinnalla litiummetalliksi.
Li1-xCoO2 + CnLix  LiCoO2 + Cn

Tällaisesta akusta saatava jännite on 3,6V. Litiumkobolttioksidin etuja ovat sen lämmönkestävyys, korkea kapasiteetti (137 mAh/g), pitkä kestoikä, korkea purkautumisjännite ja sitä on helppo tuottaa teollisesti hyvin puhtaana.

Litiumkobolttioksidia voidaan käyttää myös keramiikan lasitteissa.

Lähteet

Litiumyhdisteet
Kobolttiyhdisteet
Oksidit