罗倩倩 周世东 任 元 李 牛 黄志鹏 关乃佳 项寿鹤

(南开大学化学学院，先进能源材料化学教育部重点实验室，天津300071)

1 引言

磷酸钴是锂离子电池的主要成分，1-3微孔晶体磷酸盐能够使锂离子向氧化还原物直接传输，避免了固体扩散步骤，在锂离子电池材料领域有着潜在的应用前景.4因为钴在结构中存在CoO4四面体、CoO5三角双锥、CoO6八面体的配位方式，与PO4四面体可以以不同方式相连，磷酸钴微孔晶体材料的种类繁多、结构多样，在多种不同有机胺的导向下形成的具有八、十、十二、十六、二十、二十四元环孔道，一维链状和二维层状的结构，目前数目已达210种.5-8

由于属于亚稳态物质，微孔磷酸盐晶体材料在水热合成过程中存在着结构的变化，即随晶化、处理条件的变化，会出现不同结构化合物之间的转化，9-15如在磷酸铝体系中，具有十八元环孔道的VPI-5在加热时易转化为具有十四元环孔道的AlPO4-8，16具有二十元环孔道结构的JDF-20在加热到300°C或在200°C水热处理时易转化为具有十二元环孔道的AlPO4-5.17在400°C焙烧γ-KCoPO4时，它易于转化为α-KCoPO4.18在研究乙二胺体系中合成的磷酸钴微孔晶体(CoPO-en-1、19，20CoPO-en-2、21CoPO-en-3、22CoPO-en-4)的过程中发现，几种以乙二胺为结构导向剂的磷酸钴微孔晶体可在同一个体系中合成，但这几种不同结构微孔晶体随水热合成条件的改变可发生结构转化，并且这几种结构在不同的温度焙烧时均转化为同一结构的微孔晶体.对这种转化现象的研究有助于加强对微孔磷酸钴结构的相似性及演化……