鋰離子電池應用很廣。某種鋰離子二次電池的電極材料主要是鈷酸鋰（LiCoO₂）和石墨。鈷是一種稀有的貴重金屬，廢舊鋰離子電池電極材料的回收再生意義重大。
（1）鋰離子電池（又稱鋰離子濃差電池）的工作原理：
i.充電過程：Li⁺從含LiCoO₂的電極中脫出，正三價Co被氧化，此時該極處于貧鋰態(tài)（Li_1-xCoO₂）。
ii.放電過程原理如圖1所示：
①放電時，電子的流動方向為

b

b

→

K₂

K₂

→

K₃

K₃

→

a

a

（填“a”、“b”、“K₂”或“K₃”）。
②放電時，正極的電極反應式為

Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-=LiCoO₂

Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-=LiCoO₂

。
（2）鈷酸鋰回收再生流程如圖2所示：
①“酸浸”時H₂O₂的作用為

還原LiCoO₂

還原LiCoO₂

。
②相同反應時間內，鈷的浸出率隨溫度變化如圖3所示。隨溫度升高，鈷的浸出率先升高后降低的原因為

80℃之前，升高溫度，反應速率加快，所以浸出率增大，80℃后，升高溫度，過氧化氫分解速率增大，過氧化氫濃度下降，使浸出率反而降低

80℃之前，升高溫度，反應速率加快，所以浸出率增大，80℃后，升高溫度，過氧化氫分解速率增大，過氧化氫濃度下降，使浸出率反而降低

。
③“酸浸”時可用鹽酸代替H₂SO₄和H₂O₂，但缺點是

反應過程中會產生氯氣，易造成污染

反應過程中會產生氯氣，易造成污染

。
④已知草酸為二元弱酸，沉鈷過程中，溶液的酸性不斷增強，用化學平衡移動原理解釋其原因為

草酸溶液中存在電離平衡：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂

O

-

4

，HC₂

O

-

4

?H⁺+C₂

O

2

-

4

，沉鈷過程中，Co²⁺結合C₂

O

2

-

4

生成CoC₂O₄沉淀，使c（C₂

O

2

-

4

）減小，促進電離平衡正向移動，所以氫離子濃度增大，溶液的酸性不斷增強

草酸溶液中存在電離平衡：H₂C₂O₄?H⁺+HC₂

O

-

4

，HC₂

O

-

4

?H⁺+C₂

O

2

-

4

，沉鈷過程中，Co²⁺結合C₂

O

2

-

4

生成CoC₂O₄沉淀，使c（C₂

O

2

-

4

）減小，促進電離平衡正向移動，所以氫離子濃度增大，溶液的酸性不斷增強

。
⑤高溫下，在O₂存在時，純凈的Co₂C₂O₄與Li₂CO₃再生為LiCoO₂的化學方程式為

4CoC₂O₄+2Li₂CO₃+3O₂

高溫

4LiCoO₂+10CO₂

4CoC₂O₄+2Li₂CO₃+3O₂

高溫

4LiCoO₂+10CO₂

。