钴酸锂作为电池正极的工作原理，介绍一块钴酸锂为正极材料的锂离子软包电池

很多朋友对钴酸锂作为电池正极的工作原理，介绍一块钴酸锂为正极材料的锂离子软包电池不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

华为手机，小米手机，iPhone手机都有一个锂离子柔性电池，正极材料是钴酸锂。蓝牙耳机、智能手表、无人机也有以钴酸锂为正极材料的锂离子电池。钴酸锂的化学式为LiCoO2，最早由美国科学家Deneufve开发。

古代Deneufve发现钴酸锂具有层状晶体结构-NaFeO2。在一定电压(约3.7V)下，锂离子可以在层状结构的通道中快速嵌入和脱出，具有较高的结构稳定性。钴酸锂的理论克容量可达274mAh/g(克容量的数值世卫组织没有明确说明)。顾Deneufve的发现，为钴酸锂在消费电子产品中用作锂离子电池正极材料奠定了基础。

钴酸锂粉体压实密度高(个人理解：压实密度，压实密度=面密度/材料厚度，与片剂容量、效率、内阻、电池循环性能密切相关)，制备的极片不仅容量高，而且厚度薄。综上所述，钴酸锂在对电池体积能量密度敏感的数码产品应用中具有不可替代的优势。因此，以钴酸锂为正极材料的锂离子电池被广泛应用于手机、蓝牙耳机、智能手表、无人机等。

但钴(Co)是地球上稀缺的金属资源，主要分布在刚果等少数国家。受全球政治和国际环境的影响，金属钴(Co)价格高且易波动。钴酸锂正极材料中，钴的质量百分含量约为60%，钴的高含量决定了钴酸锂价格昂贵且易挥发。

中国是世界上金属钴的主要消费国和钴酸锂正极材料的生产国。中国钴酸锂正极材料的生产主要集中在几家大型材料公司，如厦钨、湖南杉杉和天津巴莫。目前。商用钴酸锂正极材料的合成方法比较成熟，一般采用高温固相法合成，大致分为三步：(1)四氧化三钴(Co3O4)和碳酸锂(Li2CO3)粉末的固态混合。

(2)将混合粉末在900以上高温烧结，反应方程式如下：4Co3O4 6Li2CO3 O212LiCoO2 6CO2(3)将高温烧结的粉末粉碎分级后，即可生成微米级的钴酸锂正极材料。图片来源：唐雪在线《锂离子电池材料与技术》

钴酸锂材料的研发方向集中在提高能量和功率上。在提高钴酸锂材料能量密度和功率密度的条件下，保证结构的稳定性和安全性是学术界和工业界共同面临的技术难题。针对上述技术问题，钴酸锂材料的改性有三种途径：(1)优化微米级钴酸锂粉体的形貌和粒度分布，减少粉体加工工艺中晶格和界面(材料原子和微观结构的描述)的缺陷。

(2)在钴酸锂的体晶格中掺杂金属离子(如Zr4、Al3和Mg2 ),以提高层状结构在高脱锂状态下的稳定性。(3)用一些金属氧化物(ZrO2、 TiO2、 al2o 3)涂覆粉末颗粒的表面，以提高电化学反应界面处的结构稳定性。

目前，应用于4.45V充电电压的钴酸锂已经开发并稳定量产，克容量在180 mAh/g以上.未来，随着消费者对电子产品电池寿命要求的进一步提高，科研人员将进一步开发4.48V和4.5V V充电截止电压下的高容量长寿命钴酸锂材料。审计署刘清

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