正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得
①共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是________________
②共沉淀反应的化学方程式为____。
③高温成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的导电性能外,还能________。
(2)废旧锂离子电池的正极材料试样(主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
①在上述溶解过程中,S2O32-被氧化成SO42-,LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为____。
②Co(OH)2在空气中加热时,同体残留率随温度的变化如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余固体的成分为______(填化学式);在350~ 400℃ 范围内,剩余固体的成分为_________(填化学式)。
(1)①Fe2+在碱性条件下更易被氧化(凡合理答案均可);②( NH4)2Fe(SO4)2+ LiOH十H3PO4=LiFePO4↓十 2NH4HSO4+H2O ;③与空气中O2反应,防止LiFePO4中的Fe2+被氧化(凡合理答案均可)
(2) ①8LiCoO2十Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+ 8CoSO4 +Na2SO4 +11H2O ;②CoO;Co2O3、Co3O4