氧化锂钴（LiCoO₂），CAS 12190-79-3，晶体属 α-NaFeO₂ 型结构，空间群 R-3m。CoO₂ 层与 Li⁺ 层交替堆叠，Li⁺ 可在二维层间可逆脱嵌。该结构决定其应用集中在高电压、高体积能量密度电化学体系，并向薄膜微电池、全固态电池、电催化与钴锂资源回收延伸。
消费电子锂离子电池正极材料
LiCoO₂ 最核心的应用是消费电子锂离子电池正极。充放电过程为：
LiCoO₂ ⇌ Li₁₋ₓCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻
充电时 Li⁺ 从层间脱出，Co³⁺ 氧化为 Co⁴⁺，电子经外电路迁移；放电时反应反向进行。LiCoO₂ 的电压平台位于 3.7–3.9 V（vs Li/Li⁺），理论比容量为 274 mAh/g。商业应用中将充电截止电压控制在 4.2–4.35 V，实际比容量为 140–165 mAh/g；高压型 LiCoO₂ 将截止电压提升至 4.45–4.5 V，比容量达到 170–190 mAh/g。
消费电子领域优先采用 LiCoO₂，原因在于其压实密度高、体积能量密度突出、电压平台稳定、倍率性能成熟。手机、笔记本电脑、平板电脑、无人机、智能穿戴设备均依赖该类正极构建轻薄高能量电池。与三元正极相比，LiCoO₂ 在体积能量密度和电压一致性方面保持优势，因此在高端消费电子电池中维持主导地位。
高压钴酸锂与改性技术
提升 LiCoO₂ 应用上限的关键是高压化。电压超过 4.35 V 后，Li₁₋ₓCoO₂ 易发生相变、Co 溶出、晶格氧释放和电解液氧化。工业上采用表面包覆 Al₂O₃、MgO、ZrO₂、Li₃PO₄，并引入 Mg、Al、Ti、Zr 体相掺杂，稳定层状结构。单晶化技术降低颗粒内部晶界，抑制微裂纹扩展。高压单晶 LiCoO₂ 已成为高端智能手机和轻薄笔记本电池的重要正极路线。
薄膜微电池与全固态电池
LiCoO₂ 薄膜正极用于微机电系统、微传感器、植入式医疗器件和射频识别电源。磁控溅射、脉冲激光沉积可制备晶态 LiCoO₂ 薄膜，Li⁺ 扩散路径短，微瓦至毫瓦级供电能力稳定。全固态电池中，LiCoO₂ 与 Li₆PS₅Cl、Li₇La₃Zr₂O₁₂、聚合物电解质复合，界面采用 LiNbO₃ 包覆层抑制副反应。该应用方向指向高安全、高电压微型储能器件。
电催化与化学催化
LiCoO₂ 中 Co³⁺/Co⁴⁺ 氧化还原电对赋予其电催化功能。碱性氧析出反应中：
4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻
LiCoO₂ 表面在碱性介质中重构为 CoOOH/CoO₂ 活性相，承担电解水阳极催化功能，并用于金属空气电池空气电极。钴价态变化和氧空位参与氧化还原循环，使其在 CO 氧化、挥发性有机物消除等催化反应中具备应用价值。
钴锂资源回收
废旧消费电子电池中的 LiCoO₂ 是钴、锂二次资源的重要来源。湿法冶金通过酸浸、萃取、沉淀回收 CoSO₄ 和 Li₂CO₃，再制备正极前驱体。钴资源分布集中且成本高，回收技术直接决定 LiCoO₂ 产业链的经济性与供应稳定性。动力电池领域因成本和安全要求转向高镍三元与磷酸铁锂，LiCoO₂ 则继续固守高端消费电子、微型电池和高压正极市场。