Litiumkobaltoxid

Litiumkobaltoxid (kemisk formel LiCoO2) är ett oorganiskt oxidmaterial som används främst som katodmaterial i litiumjonbatterier. Det har en lagerstruktur av typen α-NaFeO2 med rymdgrupp R-3m där litium och kobolt ligger i åtskilda lager mellan syreatomer, vilket möjliggör reversibel interkalation och deinterkalation av litiumjoner.

Materialet framställs vanligen genom fastfas-syntes eller sol-gel-metoder från litium- och koboltföreningar följt av kalcinering. Teoretisk specifik kapacitet är cirka 274 mAh/g, men praktiskt utnyttjas vanligen omkring 140–160 mAh/g för att bevara strukturell stabilitet och livslängd. Nominell driftspänning ligger omkring 3,6–3,7 V versus Li/Li+.

Litiumkobaltoxid har hög energitäthet och god ledningsförmåga, vilket gjorde det till standardvalet för bärbara elektronikbatterier. Begränsningar inkluderar relativt hög kostnad och resursberoende av kobolt, termisk instabilitet vid överladdning och kapacitetsdämpning vid djup urladdning. Överdriven avlägsning av litium kan leda till strukturell kollaps och syrgasfrigöring.

På grund av miljö- och sociala problem kring koboltutvinning, samt ekonomiska skäl, utvecklas alternativ som NMC-, NCA- och LFP-katoder och metoder för att minska koboltinnehållet. Återvinning sker främst genom hydrometallurgiska och pyrometallurgiska processer för att återställa kobolt och litium. Innan användning krävs hantering som tar hänsyn till säkerhet, återvinning och leverantörskedjans etik.