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锂的用途和应用领域

钜大LARGE  |  点击量:7613次  |  2018年05月18日  

摘要
锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核龙8手机app下载安装以及光电等行业。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。

     锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核龙8手机app下载安装以及光电等行业。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。


  因为锂的原子量很小,所以用锂作阳极的电池具有很高的能量密度。此外,锂电池还具有质量轻、体积小、寿命长、性能好、无污染等优点,因而倍受青睐。近年来,锂在电池领域的应用增长最快,已经从1997年的7%上升到2013年的35%,电池领域已经成为全球锂的最大消费领域。现在,锂电池已经被广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机、小型电子器材、航天、机电以及军事通讯等领域。随着电动汽车技术的不断成熟,锂电池也将被广泛应用到汽车行业。


  锂精矿或锂化物在制造玻璃时有较大的助熔作用,添加到玻璃配料中能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度,简化生产流程,降低能耗,延长炉龄,增加产量,改善操作条件,减少污染。此外,在玻璃中添加锂化合物还能降低玻璃热膨胀的系数,改善玻璃的密度和光洁度,提高制品的强度、延性、耐蚀性及耐热急变性能。现在含锂的玻璃被广泛用到化学、电子学、光学和现代科学技术部门,甚至也用在日常生活用品中。


  陶瓷中加入少量锂辉石可降低烧结温度,缩短烧结时间,改善陶瓷的流动性和粘着力,提高陶瓷的强度和折射率,增强陶瓷的耐热、耐酸、耐碱、耐磨以及耐热急变性能。现在,利用锂辉石制成的锂辉石质低热膨胀陶瓷及低热膨胀釉料被广泛应用到微波炉内的托盘、电磁灶面板、汽轮机叶片、火花塞、低热膨胀系数泡沫陶瓷以及轻质陶瓷等中。


  锂基润滑脂与钾、钠、钙基类的润滑脂相比,具有抗氧、耐压、润滑性能好的优点,特别是锂基润滑脂的工作度宽,抗水性能好,在-60℃~300℃下几乎不改变润滑脂的粘性,即使水量很少时,也仍能保持良好的稳定性,因而被应用到飞机、坦克、火车、汽车、治金、石油化工、无线电探测等设备上。


  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。


  正丁基锂还用作合成苯乙烯、丁二烯醇的引发剂,广泛应用于耐高温和低温的橡胶密封材料和橡胶轮胎,其中橡胶轮胎加入丁基锂可使其寿命提高四倍以上。


  锂电池的用途非常广泛,有各种移动电子设备,如:手机/平板电脑/笔记本电脑/手电筒/数码相机/数码摄相机/数码产品/LED强光手电筒/激光手电筒/户外照明电筒/工程照明灯具/矿灯/应急灯/电动玩具/游戏机/遥控飞机/电动工具/无绳家用小电器/电动自行车/电动休闲车/便携式音像数码/仪表仪器平衡车,代步车,还可以用在汽车上,如电动汽车、启动电源,还可以用在电力系统的储能上。


  “锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。


  锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。


  锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算器,数码相机、手表中。


  为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。


  1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。


  1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。


  2、1980年,J.Goodenough发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。


  3、1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。


  4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。


  5、1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。


  6、1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。


  7、1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸锂铁(LiFePO4),比传统的正极材料更具优越性,因此已成为当前主流的正极材料。


  随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用,并在逐步向其他产品应用领域发展。1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上,人们把锂离子电池也称为锂电池,但这两种电池是不一样的。锂离子电池已经成为了主流。


  碳负极材料


  已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。


  锡基负极材料


  锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。


  氮化物


  也没有商业化产品。


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