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钴在锂电池中的作用是什么?

  钴最主要的用途是用于锂电池,锂离子电池的核心之一是正极材料,其中要用到钴酸锂。钴酸锂属于固体电解质,具有高能量密度和环保安全性等特点。



  钴酸锂LCO

  LCO正极材料是由Goodenough首次提出,并且由Sony首先将其并成功商业化。优点是高比容量,高电压,低自放电已经良好的循环性能,至今仍广泛应用。主要的缺点是成本高,热稳定性差和高倍率和深循环的容量的快速衰上。

  成本高是由于Co元素的价格高,可以在图一中看到Co的价格。

  热稳定性差是指高温150℃状态下正极LCO结构被破坏释放出大量的热造成电池热失控起火爆炸。LCO是目前商业化正极材料中热稳定性最差的。

  虽然热稳定性也在很大程度上取决于非材料因素,例如电池设计和电池尺寸,但由于释放的氧和有机材料之间的放热反应,LCO通常经历超过200℃的热失控。深循环(脱锂电位4.2V以上,意味着大约50%以上的Li脱出)导致晶格畸变从而恶化循环性能。

  对LCO的改性方面:对许多不同金属(Mn,Al,Fe,Cr)作为钴掺杂剂/部分代用品进行过研究,虽然证明有一些效果,但对性能的提升有限。各种金属氧化物的涂层(Al2O3,B2O3,TiO2,ZrO2),因为他们的机械和化学稳定性可以减少LCO的结构变化和与电解质的副反应,增强的LCO稳定性,甚至对深循环性能特性有一定改善。

  钴的储量及分布

  钴在地壳中的平均含量为0.001%(质量),海洋中钴的总量约为23亿吨,自然界已知含钴矿物近百种,但单独的钴矿物极少。

  美国地质调查局(USGS)数据显示, 全球已探明钴资源中大部分是赋存在含镍红土矿床中,其余则多赋存在镍铜硫化物矿床中,这类矿床主要分布在澳大利亚,加拿大和俄罗斯。

  刚果民主共和国的金沙萨和赞比亚的钴资源主要赋存在沉积型铜矿床(sedimentary copper deposit)中。除此之外,据推测,地球上有近23亿的潜在钴资源赋存在海底锰结核中,可见海底锰结核是钴的重要远景资源。



---------------钴常见问题解答---------------


  问:固态锂电池用钴吗
  答:固态电池不使用钴元素是可以的,早期的固态电池用磷酸铁锂做正极,用聚合物做电解质,所以电池中不含钴元素,但是固态电池的发展,使用钴元素的电池很可能会成为一种潮流。

  问:什么是四氧化三钴,它的用途是什么
  答:四氧化三钴是一种黑色略微发灰的粉末,容易吸收水分,有毒性,常常用来制作催化剂和陶瓷的颜料。

  问:氧化钴生产厂家有哪些
  答:氧化钴的生产厂家还是很多的,深圳、吉林、重庆等地方都有,去网上找也能找到很多。


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