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金属锂的用途,金属锂的用处(轻飘飘的金属锂)

百科 2026-02-19 19:41:29 投稿 阅读:4546次

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  • 内容导航:
  • 1、轻飘飘的金属锂
  • 2、金属锂的用途
  • 3、同等体积铝金属和锂金属哪种含的原子最多?
  • 4、关于金属锂有哪些用处?

1、轻飘飘的金属锂




锂离子电池







我们通常所说的手机电池和电动车的电池指的就是液态锂离子电池,它可以进行充电。锂离子电池一般使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。还有一种以锂制作的固态锂金属电池,它是常见的一次性酸性电池,不过现在一般都使用可充电的锂离子电池。







从20世纪70年代开始,科学家致力于发现锂作为电池材料的价值。通过最初的锂电池不断改良,1992年,日本索尼公司发明的可充电锂离子电池被广泛使用于手机电池当中。现在,电动交通工具、医学设备、工程设备等大型电子设备也运用了锂离子电池。并且具有绿色环保特点的锂电池发展前景仍然十分良好。







那么锂为什么能成为科学家们的心头之爱呢?




金属锂的用途,金属锂的用处(轻飘飘的金属锂)




无可挑剔的锂元素







锂是一种银白色的金属元素,是活跃的碱金属元素家族中的一员。不过与其他碱金属元素相比,锂的原子半径是最小的,所以它的硬度最大、熔点最高,是当下作为电池最好的金属材料。







锂位于元素周期表中的第3位,相对原子质量非常小,是世界上密度最小、质量最轻的金属元素。例如我们的手机非常轻,原因之一是因为锂离子电池的质量很轻;一辆电动汽车的锂离子电池大约是600千克,比4000千克的相同容量的普通酸性电池轻了许多,所以轻盈的锂离子电池成为了电动汽车的电池首选。







我们都知道,普通的酸性电池如镍镉电池和镍氢电池都是有使用时长限制的,例如家里的电视遥控器中的电池需要定期更换,那是因为“电池记忆效应”的缘故。电池记忆效应指的是,如果电池使用时间过长,电池中的电解质会产生结晶,结晶部分的电解质就失去了作用,导致电池容量逐渐降低,最后电池无法正常使用。锂离子电池没有电池记忆效应,它的工作流程就是放电-充电这两个简单的过程。只要你需要充电的时候插上电源,电量足够时后又可以继续使用了。并且经过科学家们的不断优化,锂离子电池充满电量的时间越来越短,闲置时消耗的电量也越来越少了。




金属锂的用途,金属锂的用处(轻飘飘的金属锂)




许多金属是有毒的,例如铅、汞等,不过锂对人体基本上是没有危害的。实际上,大约在20世纪60年代的时候,医学家会给躁郁症患者服用碳酸锂盐,使他们的情绪稳定下来。可见锂对人类来说是非常安全的。







进化——固态锂电池







锂离子电池也是有缺点的:由于锂离子电池中含有易燃的液态电解质,有可能在使用过程中电解质泄露发生危险,所以锂离子电池在出厂时必须要进过严格的包装;锂离子电池在长时间使用后也会发生容量变小的情况,并且因为容易发热,可能会引起爆炸。







所以科学家们计划研发新的电池来替代锂离子电池。最近丰田汽车发动机公司宣称将在2022年推出能长时间供能的全固态锂电池代替以往的液态锂离子电池,可以让电动汽车最多行驶1000千米、手机不充电能使用一周。这一消息不禁让人感慨,科技真的在不断地改变我们的生活。







全固态锂电池就是将原本锂离子电池中的液态电解质和隔膜替换为固态电解质,使电池中的含有物全都变为固态,并将锂作为电池的负极材料。




金属锂的用途,金属锂的用处(轻飘飘的金属锂)




你可能会好奇,锂金属活性那么高,为什么锂离子电池不用锂作为负极材料呢?在1970年,美国科学家埃克森制成的锂离子电池是以金属锂作为负极材料的,但是在使用过程中他发现了一些问题。我们知道在充电过程中,负极是输出电流的,负极上的材料会得到电子发生还原反应。如果将锂作为负极材料,锂在电解质中发生还原反应会形成树枝状的金属锂单质——锂枝晶,由于金属锂具有一定的硬度,尖锐的锂枝晶如果生长过长的话,就有可能会刺破电池内部用于隔绝电解质的隔膜,电解质一旦泄露,整个电池将无法使用。所以之后锂离子电池不再使用锂作为负极材料。全固态锂电池由于电解质是固态的,锂枝晶受到阻碍就无法生长。并且科学家们计划的是用锂合金而不是锂作为负极材料,所以这个难题是可以克服的。







全固态锂电池具有以下优点:由于电池中的内容物全部为固态,具有高安全性和热稳定性,并且不用像锂离子电池一样进行严格封装,大大提高了生产线效率;电池之间还可以进行串联,组成可以提供高电压的单体电池,供大型工具使用。







全固态锂电池还处于研发过程当中,科学家们正努力寻电极材料和固态电解质的最佳组合,这可是一个非常大的工程。全固态锂电池如果能研发成功,那么我们的电动汽车不仅可以续航1000千米,而且还可以提高汽车的最高驾驶速度,说不定以后高速公路的加油站就会有电动汽车的充电站了。




2、金属锂的用途

锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电等行业。随着电脑、数码相机、手机、移动电动工具等电子产品的不断发展,电池行业已经成为锂最大的消费领域。此外,碳酸锂是陶瓷产业减能耗、环保的有效途径之一,对锂的需求量也将会提高。

与此同时,锂在玻璃中的各种新作用也在不断被发现,玻璃行业对锂的需求仍将保持增长。因而,玻璃和陶瓷行业成为了锂的第二大消费领域。

金属锂的特点

金属锂具有热容大、液相温度范围宽、热导率高、粘度低和密度小等性质,在核聚变或核裂变反应堆中用作冷却剂。溴化锂是一种高效水蒸气吸收剂和空气湿度调节剂,被广泛用于空调、除湿、制冷和空气净化系统。

锂及其化合物具有燃烧度高、速度快、火焰宽、发热量大等特点,常当作高能燃料用于火箭、飞机或潜艇上。锂还能制造“锂盐肥料”,防治西红柿腐烂和小麦锈穗病。铝电解槽中添加锂盐能够提高融盐流动性,降低电解度,节约电能效果显著。

3、同等体积铝金属和锂金属哪种含的原子最多?

铝金属含的原子最多。

锂是一种金属元素,元素符号为Li,对应的单质为银白色质软金属,也是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。锂和它的化合物并不像其他的碱金属那么典型,因为锂的电荷密度很大并且有稳定的氦型双电子层,使得锂容易极化其他的分子或离子,自己本身却不容易受到极化。这一点就影响到它和它的化合物的稳定性。

由于电极电势最负,锂是已知元素(包括放射性元素)中金属活动性最强的。

金属锂为一种银白色的轻金属;熔点为180.54°C,沸点1342°C,密度534千克/立方米,硬度0.6。金属锂可溶于液氨。锂与其它碱金属不同,在室温下与水反应比较慢,但能与氮气反应生成黑色的一氮化三锂晶体。锂的弱酸盐都难溶于水。在碱金属氯化物中,只有氯化锂易溶于有机溶剂。锂的挥发性盐的火焰呈深红色,可用此来鉴定锂。锂很容易与氧、氮、硫等化合。

希望我能帮助你解疑释惑。

4、关于金属锂有哪些用处?

现代技术需要的光学材料,不仅要能通过可见光,还要能透过紫外线、X射线,同时,还要具有良好的热稳定性,高的电阻率和低的介质损耗。锂质玻璃就具有这种宝贵的光学性能,因此电视机的荧光屏用的是锂玻璃。

普通的望远镜很难捕捉遥远星体的辐射光,因此在天文观测中很少使用。而用氟化锂晶体制成的透镜,装在天文望远镜上,由于氟化锂对紫外线有最高的透明度,天文学家用它可以洞察到隐蔽在银河系最深外的奥秘。

锂还是制造高能电池的重要原料。1977年国际上出现了一种硬币形的锂电池,直径23毫米,厚2.5毫米,还不到5分硬币那么大,很适合微型、薄型化的电子仪器使用。这种锂电池用于耗电量低的液晶显示的桌式电子计算机,可以连续使用5~10年而不必更换。用锂电池来开动汽车,费用低,不会污染大气。

锂的一些有机化合物,如硬脂酸锂、软脂酸锂等,在环境温度变化时,性能可保持不变,是理想的润滑剂。这类润滑剂在汽车的易磨零件上加一次,就可永久使用。即使在南极大陆零下60摄氏度的冰原上,锂润滑剂照样能让汽车纵横驰骋,不会结冻。

锂是理想的火箭燃料。火箭需要很大的功率来克服地球引力,才能飞向外层空间。煤油曾经被认为是最有效的、使用液氧做氧化剂的燃料,它的发热量为2300千卡/公斤。现在,铍和锂被科学家认为是用做火箭燃料的最佳金属。锂金属燃料燃烧后释放出来的热量达102′70千卡/公斤。

最引人注目的是锂作为热核反应的燃料,被用来作氢弹的爆炸物。1967年6月17日我国成功地爆炸了第一颗氢弹,装的就是氘(重氢)化锂。1000克氘化锂相当于5万吨TNT炸药,比原子弹的威力大10倍。

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