鋰礦資源

鋰號(hào)稱(chēng)“稀有金屬”，其實(shí)它在地殼中的含量不算“稀有”，地殼中約有0．0065%的鋰，其豐度居第二十七位。已知含鋰的礦物有150多種，其中主要有鋰輝石、鋰云母、透鋰長(zhǎng)石等。海水中鋰的含量不算少，總儲(chǔ)量達(dá)2600億噸，可惜濃度太小，提煉實(shí)在困難。某些礦泉水和植物機(jī)體里，含有豐富的鋰。如有些紅色、黃色的海藻和煙草中，往往含有較多的鋰化合物，可供開(kāi)發(fā)利用。我國(guó)的鋰礦資源豐富，以目前我國(guó)的鋰鹽產(chǎn)量計(jì)算，僅江西云母鋰礦就可供開(kāi)采上百年。

金屬鋰特性

只有同體積的鋁的重量的五分之一、水的二分之一。鋰不只是能浮在水面上，甚至?xí)≡诿河蜕稀Ｈ绻患茱w機(jī)是用鋰做的話(huà)，兩個(gè)人就能抬起它！

當(dāng)然，實(shí)際上鋰不僅不能被用來(lái)制造飛機(jī)，甚至不能用來(lái)制造茶匙。這是因?yàn)殇嚨幕瘜W(xué)性質(zhì)非?；顫姡軌蚝涂諝庵械难鯕饣?，變成白色、疏松的化合物——氧化鋰，完全喪失了原有的機(jī)械強(qiáng)度。用鋰制成的茶匙，在第一次攪拌熱茶時(shí)，就會(huì)“不翼而飛”，因?yàn)檫@茶匙被水“吃”掉了——鋰和水激烈地反應(yīng)，置換水中的氫，放出氫氣，而它本身變成氫氧化鋰，溶解到水中去了。

在自然界中，鋰還算是比較多的一種元素，它占地殼總原子數(shù)的萬(wàn)分之二。在鹽層、海水、鹽湖、礦泉中，含有許多可溶性的鋰的化合物。

保存方法

干燥環(huán)境下，鋰金屬不與氧氣發(fā)生反應(yīng)，只有在潮濕的環(huán)境下才與氧氣發(fā)生反應(yīng)，顏色由銀白色變成黑色最后再變成白色。實(shí)驗(yàn)室中鋰金屬一般保存在干燥的惰性氣體環(huán)境中。

鋰的化合物

鋰的化合物也有許多用途。其中最值得注意的是鋰的氫化物——?dú)浠?。?dāng)金屬鋰和氫氣作用，就生成白色的氫化鋰粉末。氫化鋰能和水猛烈地反應(yīng)，放出大量氫氣。一公斤的氫化鋰和水作用，可以放出2800升氫氣！因此，氫化鋰可以看成是一個(gè)方便的儲(chǔ)藏氫氣的“倉(cāng)庫(kù)”，兩公斤氫化鋰和水作用放出的氫氣，相當(dāng)于一個(gè)壓力為120一150個(gè)大氣壓的普通氫氣鋼筒中所裝有的氫氣。氫化鋰還是熱核反應(yīng)的重要原料。此外，鋰的一些化合物，在陶瓷工業(yè)上還被用作釉藥。在玻璃工業(yè)上，用來(lái)制造乳白玻璃和能透過(guò)紫外線(xiàn)的特種玻璃。電視機(jī)的熒光屏玻璃，就是鋰玻璃。在堿性路電池中加入氫氧化鋰，能夠大大提高它的電容量。

可作為催化劑

在植物體中，常?？梢杂錾箱嚨幕衔?。不過(guò)，它們對(duì)植物的處理作用，現(xiàn)在還不十分清楚。一些紅色、黃色的海藻和煙草中，常含有較多的鋰的化合物。當(dāng)把煙草燒成灰燼時(shí)，鋰就剩在灰燼里。鋰能夠作為催化劑，用來(lái)加速一些化學(xué)反應(yīng)。有趣的是：你把火柴劃亮，把糖塊放在火柴的火焰上，這時(shí)糖只是開(kāi)始熔化，但并不燃燒。但是，如果你在糖塊上撒一些香煙灰，這時(shí)糖塊就會(huì)象紙一樣燒起來(lái)！這便是由于香煙灰中含有鋰，而鋰能夠加快糖的氧化(燃燒)反應(yīng)。

在動(dòng)物和人體中，鋰主要存在于肝臟和肺。

金屬鋰作為鋰二次電池負(fù)極，兼具超高比容量和非常低的電化學(xué)電位的優(yōu)點(diǎn)。然而，鋰枝晶生長(zhǎng)帶來(lái)的安全性問(wèn)題以及副反應(yīng)等，很大程度上限制了鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用。研究表明，通過(guò)以下幾種方法可以在一定程度上緩解枝晶生長(zhǎng)等相關(guān)問(wèn)題：

(1)具有較低Cs+濃度的電解質(zhì)可以消耗低電流下生長(zhǎng)的枝晶。

(2)電解質(zhì)添加劑、高的鋰鹽濃度、預(yù)處理、人工非原位修飾等。但是，大多數(shù)在鋰表面形成保護(hù)層的手段，都會(huì)造成電子/離子電導(dǎo)率和機(jī)械穩(wěn)定性降低，而且僅在數(shù)百次的低電流循環(huán)下才有效。

在這里，加拿大滑鐵盧大學(xué)LindaF.Nazar教授課題組報(bào)道了一種非常高效的方法抑制鋰枝晶——在金屬Li表面通過(guò)原位形成由鋰基合金(Li13In3,LiZn,Li3Bi或者Li3As)組成的表面膜，表現(xiàn)出較快的離子遷移速率。、

得益于高導(dǎo)電性的富鋰合金膜和電子絕緣的副產(chǎn)物L(fēng)iCl二者的協(xié)同作用，該鋰金屬電極表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。在2mA/cm^2下可穩(wěn)定循環(huán)達(dá)700次(1400小時(shí))，并且在與Li4Ti5O12(LTO)電極配對(duì)時(shí)，以5C倍率(1C=1Li/h)可穩(wěn)定循環(huán)1500次。對(duì)循環(huán)后的材料進(jìn)行非原位SEM測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在合金層下發(fā)生了Li沉積現(xiàn)象，由此表明該方法得到的富鋰合金可以有效改善鋰枝晶的生成問(wèn)題。

合成步驟:

鋰保護(hù)電極制備：在小于1ppm氧氣和濕氣的氬填充手套箱中，將鋰金屬箔(99.9％，Aldrich)拋光至表面發(fā)光。拋光后，將鋰箔浸入在含有0.167MMClx的四氫呋喃(THF)溶液中20秒(M=As，In，Zn或Bi)。從THF溶液中取出后，小心地除去鋰箔上過(guò)量液體。然后將箔用THF漂洗，在室溫下真空干燥兩天，并切成11mm圓形，用于電化學(xué)電池中的研究。

Li13In3體相制備：銦箔和鋰箔在使用前進(jìn)行拋光。測(cè)量所需量的箔堆疊在一起。在12mm直徑的模具中，用4噸壓力壓制疊層箔30分鐘。所有步驟都在Ar填充的手套箱中進(jìn)行。