लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड

लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, जिसे कभी-कभी लिथियम कोबाल्टेट कहा जाता है या लिथियम कोबाल्टाइट, सूत्र के साथ एक रासायनिक यौगिक है. कोबाल्ट परमाणु औपचारिक रूप से +3 ऑक्सीकरण अवस्था में हैं, इसलिए IUPAC नाम लिथियम कोबाल्ट (III) ऑक्साइड है।

लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड एक गहरा नीला या नीला-ग्रे क्रिस्टलीय ठोस है, और आमतौर पर लिथियम आयन बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड में उपयोग किया जाता है।

संरचना
की संरचना का एक्स-रे विवर्तन, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, न्यूट्रॉन पाउडर विवर्तन और EXAFS सहित कई तकनीकों के साथ अध्ययन किया गया है। ठोस में मोनोवैलेंट लिथियम केशन की परतें होती हैं जो कोबाल्ट और ऑक्सीजन परमाणुओं की विस्तारित एनीओनिक शीट्स के बीच स्थित है, जो शीट प्लेन के समानांतर दो चेहरों के साथ एज-शेयरिंग अष्टफलक के रूप में व्यवस्थित है। कोबाल्ट परमाणु औपचारिक रूप से त्रिसंयोजक ऑक्सीकरण अवस्था में हैं  और ऑक्सीजन परमाणुओं की दो परतों के बीच सैंडविच हैं.

प्रत्येक परत (कोबाल्ट, ऑक्सीजन, या लिथियम) में, परमाणुओं को नियमित त्रिकोणीय जाली में व्यवस्थित किया जाता है। जाली ऑफसेट हैं ताकि लिथियम परमाणु कोबाल्ट परमाणुओं से सबसे दूर हों, और संरचना प्रत्येक तीन कोबाल्ट (या लिथियम) परतों के विमानों के लंबवत दिशा में दोहराती है। बिंदु समूह समरूपता है $$R\bar 3m$$ क्रिस्टलोग्राफिक बिंदु समूह में#हरमन-मौगुइन संकेतन|हरमन-मौगुइन संकेतन, तीन गुना अनुचित रोटेशन और एक दर्पण विमान के साथ एक इकाई सेल को दर्शाता है। तिगुना घूर्णी अक्ष (जो परतों के लिए सामान्य है) को अनुचित कहा जाता है क्योंकि ऑक्सीजन के त्रिकोण (प्रत्येक ऑक्टाहेड्रॉन के विपरीत पक्षों पर होने के कारण) विरोधी-संरेखित होते हैं।

तैयारी
लिथियम कार्बोनेट के स्टोइकोमेट्रिक मिश्रण को गर्म करके पूरी तरह से कम लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड तैयार किया जा सकता है और कोबाल्ट (II, III) ऑक्साइड  या धात्विक कोबाल्ट 600–800 °C पर, फिर उत्पाद को 900 °C पर कई घंटों के लिए एनीलिंग (धातुकर्म) करना, सभी एक ऑक्सीजन वातावरण के तहत। कैथोड के उपयोग के लिए अधिक उपयुक्त नैनोमीटर-आकार के कण भी हाइड्रेटेड कोबाल्ट ऑक्सालेट β- के कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं।·2, लिथियम हाइड्रोक्साइड  के साथ लगभग 8 माइक्रोन लंबा और 0.4 माइक्रोन चौड़ा रॉड-जैसे क्रिस्टल के रूप में, 750-900 डिग्री सेल्सियस तक।

एक तीसरी विधि पानी के घोल में समान मोलर मात्रा में लिथियम एसीटेट, कोबाल्ट एसीटेट और साइट्रिक एसिड का उपयोग करती है। 80 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करने से मिश्रण चिपचिपा पारदर्शी जेल में बदल जाता है। सूखे जेल को फिर पीसा जाता है और धीरे-धीरे 550 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है।

रिचार्जेबल बैटरी में प्रयोग करें
इंटरकलेशन इलेक्ट्रोड के रूप में लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड की उपयोगिता 1980 में जॉन बी गुडएनफ और टोक्यो विश्वविद्यालय के कोइची मिज़ुशिमा (एस सपोर्ट साइट सेंट)वैज्ञानिक) के नेतृत्व में एक ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय अनुसंधान समूह द्वारा खोजी गई थी। यौगिक अब कुछ रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी में कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें कण आकार नैनोमीटर से लेकर माइक्रोमीटर तक होते हैं। चार्ज करने के दौरान, कोबाल्ट आंशिक रूप से +4 अवस्था में ऑक्सीकृत हो जाता है, कुछ लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट में चले जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप यौगिकों की एक श्रृंखला होती है  0 130 °C) या बैटरी (बिजली) जैसे दुरूपयोग के मामलों में बैटरी थर्मल भगोड़ा होने के लिए अतिसंवेदनशील होती है। ऊंचे तापमान पर,  अपघटन ऑक्सीजन उत्पन्न करता है, जो तब कोशिका के कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस अत्यधिक उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया के परिमाण के कारण यह एक सुरक्षा चिंता है, जो आसन्न कोशिकाओं में फैल सकती है या आस-पास की ज्वलनशील सामग्री को प्रज्वलित कर सकती है। सामान्य तौर पर, यह कई लिथियम आयन बैटरी कैथोड के लिए देखा जाता है।

यह भी देखें

 * बैटरी प्रकारों की सूची
 * सोडियम कोबाल्ट ऑक्साइड

बाहरी संबंध

 * Imaging the Structure of Lithium Cobalt Oxide at Atomic Level from the Lawrence Berkeley National Laboratory