Question

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^- = Li_xC₆。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为          。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                     。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式                                                         ；可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是                          。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                      。
（5）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池反应方程式                                                         。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是      。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有               （填化学式）。

Answer 1

（1）+3
（2）2Al + 2OH^- + 6H₂O = 2Al(OH)- 4 + 3H₂↑
（3）2LiCoO₂ + 3H₂SO₄ + H₂O₂Li₂SO₄ + 2CoSO₄ + O₂↑+ 4H₂O
2H₂O₂2H₂O + O₂↑ ；有氯气生成，污染较大。
（4）CoSO₄ + 2NH₄HCO₃ = CoCO₃ ↓+ (NH₄)₂SO₄ +CO₂↑+ H₂O
（5） Li_1-xCoO₂ + Li_xC₆ = LiCoO₂ + 6C
（6）Li⁺从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中
Al(OH)₃、CoCO₃、Li₂SO₄

解析