Порошок кобальта

Порошок кобальта применяется прежде всего как связующий металл в твёрдых сплавах (WC-Co), как основа для жаропрочных суперсплавов на кобальтовой основе и как компонент аккумуляторных катодных материалов (LiCoO₂) для литий-ионных батарей. Около 35% мирового производства кобальта идёт в перезаряжаемые аккумуляторы.

В твёрдых сплавах WC-Co кобальт (6–30% по массе) выполняет роль металлической связки, удерживающей зёрна карбида вольфрама в монолитной матрице. При пониженном содержании Co (3–6%): максимальная твёрдость (HV 1700–1900), но хрупкость — применяется для финишного точения цветных металлов и горных сверл. При высоком Co (15–30%): прочность на изгиб до 3000–3500 МПа при сниженной твёрдости (HV 1200–1500) — для ударных применений (горные инструменты, штампы). Размер зёрен кобальтового порошка: 0,8–2,0 мкм для стандартного сплава; наноразмерный Co (0,1–0,3 мкм) применяют для субмикронных твёрдых сплавов.

Для катодных материалов аккумуляторов порошок Co восстанавливается в оксид CoO и используется для синтеза LiCoO₂ (LCO) гидротермальным или твердофазным методом. LCO обеспечивает удельную ёмкость 140–150 мА·ч/г при напряжении 3,9 В и применяется в смартфонах и ноутбуках. Дефицит и высокая стоимость Co (50 000–100 000 USD/т в периоды пиков) стимулировали разработку катодных материалов с минимальным содержанием кобальта: NMC 811 (8 частей Ni, 1 Co, 1 Mn) снижает содержание Co до 10% от катода.