锂离子电池(LIBs)是消费电子产品和电动汽车中最常用的电池类型,而层状锂钴氧化物(LiCoO2)是锂离子电池阴极的关键组成部分。传统上,这种化合物的合成需要800°C以上的温度,而且需要10到20个小时才能完成。
近期,来自日本北海道大学和神户大学的一组研究人员开发了一种新方法,可以在低至300°C的温度下合成钴酸锂,所需时间甚至短至30分钟。最新研究成果已于近期发表在了《无机化学》杂志上。“钴酸锂通常有两种合成形式,”研究人员说,“一种形式是层状岩盐结构,称为高温阶段,另一种形式是尖晶石框架结构,称为低温阶段。分层LiCoO2用于锂离子电池。”
具体而言,该团队以氢氧化钴和氢氧化锂为起始材料,以氢氧化钠或氢氧化钾为添加剂,在不同条件下进行了一系列高精度实验,合成了层状LiCoO2晶体。这个过程被称为“流体通量过程”。他们还能够确定导致层状晶体形成的反应途径。