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(shí)驗(yàn)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+11H2O8LiCoO2+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(shí),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(shí)已完全脫水,則1000℃時(shí),剩余固體的成分為CoOCoO(填化學(xué)式)
在350~400℃范圍內(nèi),剩余固體的成分為Co2O3、Co3O4Co2O3、Co3O4(填化學(xué)式)。
【考點(diǎn)】原電池與電解池的綜合;化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算.
【答案】(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O;與空氣中O2反應(yīng),防止LiFePO4中的Fe2+被氧化;8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O;CoO;Co2O3、Co3O4
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:51引用:2難度:0.7
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