Conocimientos químicos sobre el litio.
1. ¿Cuál es el conocimiento químico de las baterías de litio?
Las baterías de litio utilizan litio metálico como electrodo negativo, grafito como electrodo positivo y el disolvente inorgánico cloruro de tionilo (S02C12). sufre una reacción de reducción en el electrodo de carbono.
El electrolito está compuesto por tetracloruro de litio y aluminio (LiAlCU) disuelto en cloruro de tionilo. El litio es el metal de menor densidad y se utiliza como electrodo negativo de la batería. se utilizan como fase de electrodo negativo. En comparación, puede liberar más energía eléctrica con un volumen y masa más pequeños. El voltaje es muy estable durante la descarga, tiene un tiempo de almacenamiento prolongado y puede funcionar dentro del rango de temperatura de 216,3-344,1 K. y tiene una vida útil muy extendida.
La batería de litio es una batería de alta energía con las ventajas de peso ligero, alto voltaje, alta eficiencia de trabajo y larga vida útil. Por lo tanto, se ha utilizado en computadoras. cámaras, relojes, marcapasos, así como cohetes, misiles, etc. Microbatería: un tipo de microbatería comúnmente utilizada en marcapasos y cohetes es la batería de litio. Este tipo de batería tiene gran capacidad y voltaje estable, y puede. operar a temperaturas de -56,7 °C ~ 71,1 °C. Funciona normalmente dentro del rango
2. Las propiedades físicas y químicas y los usos del litio metálico deben tener una ecuación química que se parezca a esta. /p>
La información que desea proviene de la enciclopedia.
Hay tres enciclopedias más comunes y utilizadas en Internet: ***, la Enciclopedia Baidu y la Enciclopedia interactiva. más información que la enumerada anteriormente
El siguiente contenido es de la enciclopedia interactiva Litio, metal blanco plateado
Densidad 0,534 g/cm3. > Punto de fusión 180. 54°C.
El punto de ebullición es 1317°C. Es el metal más ligero.
Reacciona muy violentamente con el agua a unos 500°C. Puede reaccionar con hidrógeno para generar hidruros que son lo suficientemente estables como para fundirse sin descomponerse. Tiene una energía de ionización de 5.392 electronvoltios y puede combinarse con oxígeno, nitrógeno, azufre, etc. Es el único metal alcalino que puede reaccionar con nitrógeno en ambiente. temperatura para producir nitruro de litio (Li3N), un metal alcalino.
Debido a que es susceptible a la oxidación y se oscurece, debe almacenarse en parafina líquida. Litio - Descripción general El litio es un elemento químico. su símbolo químico es Li, su número atómico es 3, dos de los tres electrones están distribuidos en la capa K, y el otro está en la capa L
El litio es el más ligero de los metales alcalinos. suele estar en el estado de oxidación +1 o 0. ¿Es posible tener un estado de oxidación -1?
Pero el litio y sus compuestos no son tan típicos como otros metales alcalinos y tienen una gran densidad de carga. una capa estable de doble electrón de tipo helio, lo que hace que el litio sea fácil de polarizar otras moléculas o iones, pero él mismo no es susceptible a la polarización, lo que afecta su estabilidad y la de sus compuestos [ 2]. El nombre en inglés del litio es Lithium, que proviene de la palabra griega lithos, que significa "piedra".
Por ser un metal se añade el radical "钅" a la izquierda. Propiedades Metal blanco plateado.
Densidad 0. 534 g/cm3.
Punto de fusión 180, 54 ℃.
Punto de ebullición 1317℃. Es el metal más ligero.
Puede reaccionar con una gran cantidad de reactivos inorgánicos y orgánicos. Reacciona muy violentamente con el agua.
Reacciona fácilmente con el hidrógeno a unos 500°C. Es el único metal alcalino que puede generar hidruros lo suficientemente estables como para fundirse sin descomponerse, con una energía de ionización de 5. 392 electronvoltios, puede combinarse con oxígeno, nitrógeno, azufre, etc., y es el único metal alcalino que reacciona con nitrógeno a temperatura ambiente para formar nitruro de litio (Li3N).
Por ser susceptible a la oxidación y al oscurecimiento, se debe conservar en parafina líquida. Existencia El litio es relativamente abundante en la naturaleza y ocupa el puesto 27. Hay alrededor de 260 mil millones de toneladas de litio en el agua de mar y alrededor de 0 en la corteza terrestre.
0065%. El litio se encuentra ampliamente en la naturaleza sólo en forma de compuestos.
Existen más de 30 tipos de minerales de litio, entre los que se encuentran principalmente la espodumena (LiAlSi2O6) y la lepidolita, así como el feldespato de litio ((LiNa)AlSi4O10) y la fosforita.
El litio se encuentra en organismos humanos y animales, suelo y agua mineral, cacao en polvo, hojas de tabaco y algas marinas.
También se encuentran cantidades muy pequeñas de litio en humanos y animales. En un cuerpo humano normal que pesa 70 kilogramos, el contenido de litio es 2.
2 mg. Litio - Descubrimiento Descubierto por: Alfredson Año de descubrimiento: 1817 Proceso de descubrimiento: El hidrógeno se descubrió a partir del gas obtenido por la reacción de un metal y un ácido.
En 1817, Alfredson de Suecia descubrió por primera vez el litio mientras analizaba el feldespato de litio. El litio es otro elemento de oro alcalino descubierto después del potasio y el sodio.
Fue descubierto por Alfredson, un alumno del químico sueco Bezilius. En 1817, mientras analizaba el feldespato de litio, finalmente descubrió un nuevo metal que Berzilius llamó litio y el símbolo del elemento era Li.
La palabra proviene del griego lithos (piedra). El segundo año después del descubrimiento del litio, el químico francés Fauquelin lo volvió a analizar y confirmó.
No fue hasta 1855 que Bunsen y Marchison utilizaron el método de fusión electrolítica del cloruro de litio para obtenerlo. La producción industrial de litio fue propuesta por Gensha en 1893. El litio no fue reconocido como elemento hasta la producción industrial. tomó 76 años. El contenido de litio en la corteza terrestre es mucho menor que el de potasio y sodio. Sus compuestos son raros, lo cual es un factor inevitable porque se descubrió más tarde que el potasio y el sodio.
Hoy en día, la electrólisis del LiCl para producir litio todavía consume mucha electricidad. Cada tonelada de litio consumida consume entre 60.000 y 70.000 kWh. Litio - Propiedades completas Modelo de electrones de litio Nombre chino: Litio Elemento Nombre en inglés: Litio Origen: Griego: lithos (piedra) Tipo de elemento: Metal alcalino Masa atómica relativa: 6.
941 Estado de oxidación: Principal Li+1 Otro Li-1 (en NH3 líquido) Energía de ionización (kJ/mol) M - M+ 513. 3M+-M2+ 7298.
0 M2+ - M3+ 11814. 8 Número atómico: 3 Símbolo del elemento: Li Masa atómica relativa: 6.
941 Número de protones en el núcleo: 3 Número de electrones fuera del núcleo: 3 Número de núcleos eléctricos nucleares: 3 Masa del protón: 5. 019E-27 Masa relativa del protón: 3.
021 Periodo: 2 Grupo: IA Estructura cristalina: La celda unitaria es una celda unitaria cúbica centrada en el cuerpo, y cada celda unitaria contiene 2 átomos de metal. Parámetros de la celda unitaria: a = 351 pm b = 351 pm c = 351 pm α = 90° β = 90° γ = 90° Conductividad térmica: W/(m·K) 84.
8 Velocidad de propagación del sonido en él: (m/S) 6000 Dureza Mohs: 0, 6 Masa molar: 7 g/mol Litio - Propiedades y estados El litio es un material blando, de color gris plateado, muy Elementos reactivos de metales alcalinos.
Tiene el peso específico más ligero entre los metales. El litio se oxida fácilmente en el aire, por lo que debe almacenarse en parafina sólida o gas inerte.
Puede reaccionar con agua y ácido para liberar hidrógeno, y puede combinarse fácilmente con oxígeno, nitrógeno, azufre, etc. La solubilidad de las sales de litio en agua es similar a la de las sales de magnesio, pero diferente de la de otras sales de metales alcalinos.
El litio no solo es un metal ligero y blando con el mayor calor específico, sino también el material general más ligero que se encuentra en estado sólido a temperaturas normales. Suele almacenarse en queroseno o parafina líquida. La gravedad específica del litio puro es aproximadamente la de la madera seca, una quinta parte de la densidad del aluminio, comúnmente conocido como metal ligero, y casi la mitad del peso del mismo volumen de agua.
Incluso si le pones litio a la gasolina, flotará tan suavemente como un corcho. A temperatura ambiente, el litio puede sufrir fuertes reacciones químicas con el nitrógeno y el oxígeno del aire.
Debido a que el litio tiene la capacidad de combinarse con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, carbono, óxidos, silicatos y otras sustancias, el departamento de la industria metalúrgica utiliza el litio como "agente de captura de gas" y "agente de desbordamiento", que Puede eliminar burbujas de poros, impurezas y otros defectos en piezas fundidas de metal. Propiedades físicas La densidad del litio es muy pequeña, sólo 0.
534g/cm3, el más pequeño entre los elementos no gaseosos. Debido a que el litio tiene un radio atómico pequeño, tiene la compresibilidad más pequeña, la dureza más grande y el punto de fusión más alto en comparación con otros metales alcalinos.
Cuando la temperatura es superior a -117 ℃, el litio metálico tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo típica, pero cuando la temperatura desciende a -201 ℃, comienza a transformarse en una estructura cúbica centrada en las caras. Cuanto menor es la temperatura, mayor es el grado de transformación.
3. Propiedades químicas del manganato de litio
El manganato de litio, un material catódico con buen rendimiento sintético y estructura estable, es la clave del material de los electrodos de las baterías de iones de litio y del litio. El manganato es el más prometedor. Uno de los materiales catódicos de iones de litio.
Sin embargo, su pobre rendimiento en ciclo y su estabilidad electroquímica han limitado mucho su industrialización. El dopaje es un método eficaz para mejorar su rendimiento. Dopar iones metálicos con fuertes enlaces MO, fuerte estabilidad octaédrica y radios iónicos similares a los iones de manganeso puede mejorar significativamente el rendimiento del ciclo.
En comparación con el óxido de cobalto de litio, el ternario y otros materiales catódicos, la mayor ventaja del manganato de litio es que es barato y la mayor desventaja es que la capacidad es baja (solo se puede utilizar a 100- 110, valor típico de Henan Siwei: 105), la compactación es baja, lo que resulta en una compresión deficiente. Es un producto de transición entre el óxido de litio y cobalto y los materiales ternarios.
En cuanto a la energía de las baterías, es probable que sean sustituidas por baterías ternarias. El manganato de litio es principalmente manganato de litio de tipo espinela. El manganato de litio de tipo espinela LiMn2O4 es un material catódico con un canal de iones de litio tridimensional preparado por primera vez por Hunter en 1981. Ha sido muy favorecido por muchos académicos e investigadores en el país y en el extranjero. Material de electrodo, tiene las ventajas de bajo precio, alto potencial, respeto al medio ambiente y alto rendimiento de seguridad. Es el material de cátodo más prometedor para reemplazar el óxido de cobalto de litio LiCoO2 como material de cátodo de la nueva generación de baterías de iones de litio.
[Editar este párrafo] Estructura LiMn2O4 es un típico cristal iónico con dos configuraciones, positiva y negativa. El análisis XRD muestra que la espinela normal LiMn2O4 es un cristal cúbico con simetría Fd3m y la constante de celda unitaria a=0.
8245nm, volumen de celda unitaria V=0.
Los iones de oxígeno son cúbicos y compactos centrados en las caras (ABCABC..., los octaedros de oxígeno adyacentes están conectados por bordes ***), y el litio ocupa 1/8 de la posición del espacio tetraédrico de oxígeno (V4). (Li0.
En la estructura 5Mn2O4, el litio está dispuesto de manera ordenada: el litio ocupa ordenadamente 1/16 del espacio tetraédrico de oxígeno), y el manganeso ocupa la mitad del espacio octaédrico de oxígeno (V8) posición. La red unitaria contiene 56 átomos: 8 átomos de litio, 16 átomos de manganeso y 32 átomos de oxígeno, de los cuales Mn3 y Mn4 representan cada uno el 50%.
Dado que la longitud lateral de la celda unitaria de la estructura de espinela es el doble que la del tipo cúbico centrado en las caras (fcc) ordinario, cada celda unitaria en realidad está compuesta por 8 unidades cúbicas. Estas ocho unidades cúbicas se pueden dividir en dos tipos: A y B.
Cada dos unidades cúbicas de un lado pertenecen a diferentes tipos de estructuras, y cada dos unidades cúbicas de un lado pertenecen al mismo tipo de estructura. Cada pequeña unidad cúbica tiene cuatro iones de oxígeno, y están ubicados en el centro desde el punto medio de la diagonal del cuerpo hasta el vértice, es decir, 1/4 y 3/4 de la diagonal del cuerpo.
Su estructura se puede describir simplemente como 8 posiciones tetraédricas 8a están ocupadas por iones de litio, 16 posiciones octaédricas (16d) están ocupadas por iones de manganeso y el manganeso en la posición 16d es Mn3 y Mn4 Presione 1: 1, todas las posiciones 16c del octaedro están vacías y los iones de oxígeno ocupan la posición 32e del octaedro. En esta estructura, los octaedros de oxígeno de MnO6 están conectados por bordes primarios, formando una disposición cúbica tridimensional continua, es decir, la red de estructura de espinela de [M2]O4 proporciona una red tetraédrica 8a, 48f para la difusión de iones de litio. Canal vacío tridimensional formado por el plano 16c*** de la red octaédrica.
Cuando los iones de litio difunden en esta estructura, lo hacen en línea recta del orden 8a-16c-8a (la barrera de energía de la posición del tetraedro 8a es más baja que la barrera de energía del octaedro de oxígeno 16c o posición 16d), difusión El ángulo incluido de la trayectoria es de 107°, que es la base teórica para su uso como material catódico para baterías secundarias de iones de litio. [Editar este párrafo] Producción Producción de manganato de litio Actualmente, existen dos tipos principales de manganato de litio en el mercado: La categoría AB se refiere a los materiales utilizados en las baterías eléctricas. Sus características son principalmente la seguridad y el reciclaje.
La clase B se refiere a sustitutos de las baterías de teléfonos móviles, que se caracterizan principalmente por su alta capacidad. La producción de manganato de litio utiliza principalmente EMD y carbonato de litio como materias primas, con los aditivos correspondientes, y se produce mediante mezcla, cocción, posprocesamiento y otros pasos.
Teniendo en cuenta las características de las materias primas y los procesos de producción, la producción en sí es atóxica y respetuosa con el medio ambiente.
No se producen aguas residuales ni gas y el polvo producido se puede reciclar.
Por lo tanto no hay impacto sobre el medio ambiente. En la actualidad, los principales indicadores de los materiales Clase A son: la capacidad reversible está entre 100 y 115, y la ciclabilidad puede alcanzar más de 500 veces y aún mantener el 80% de la capacidad.
(carga y descarga 1C); los materiales de Clase B tienen mayor capacidad, generalmente alrededor de 120, pero tienen requisitos de ciclicidad relativamente bajos, que van de 300 a 500 veces, y la tasa de retención de capacidad puede alcanzar el 60%. todo. Por supuesto, todavía existe una cierta distancia entre el precio de la Clase A y el precio de la Clase B.