Tính chất vật lý và hóa học của lithium trong pin lithium

Do entanpy thấp của sự ion hóa của các electron bên ngoài của lithium, các ion lithium của pin lithium 18650 là hình cầu và có độ phân cực thấp, do đó nguyên tố lithium là +1. Các ion lithium đơn trị có bán kính ion đặc biệt nhỏ và do đó tỷ lệ điện tích đặc biệt cao so với bán kính so với các ion magiê hóa trị. So với các yếu tố với các nhóm chính khác, các hợp chất lithium có đặc tính bất thường, tương tự như các hợp chất magiê. Các tính chất bất thường này đặc biệt ổn định do năng lượng mạng tinh thể cao của muối lithium với các anion sạc thấp, trong khi chúng tương đối không ổn định đối với muối có các anion electron có giá trị cao, tích điện cao. Ví dụ, lithium hydride có độ ổn định nhiệt cao hơn các kim loại kiềm khác, LIH ổn định ở 900 ° C, LIOH khó hòa tan hơn các hydroxit khác và lithium hydroxit phân hủy dưới nhiệt độ đỏ; LI2CO3 không ổn định. Nó phân hủy dễ dàng với LI2O và CO2. Độ hòa tan của muối lithium tương tự như muối magiê. LIF là một chút hòa tan (0,17/100 g nước ở 18 ° C) và có thể được kết tủa từ các dung dịch amoni fluoride; LI3PO4 không hòa tan trong nước; LICL, LIBL, LII và đặc biệt là LICLO4 được hòa tan trong ethanol, acetone và axit axetic. Trong số các este, LICL là hòa tan trong pyrimidine. Độ hòa tan cao của LICLO4 là do độ hòa tan mạnh của ion lithium. Nồng độ cao của lithium bromide có thể hòa tan cellulose. Không giống như các sunfat kim loại kiềm khác, LI2SO4 không hình thành các hợp chất đồng phân.

Tiềm năng điện cực cao của kim loại lithium cho thấy lời hứa sử dụng trong pin LifePO4 . Ví dụ, pin lithium bảo trì pin thứ cấp miễn phí pin lithium phosphate bao gồm một tấm điện cực lithium cho điện cực dương và vật liệu oxit kim loại chuyển tiếp tổng hợp cho điện cực âm.

Trong các yếu tố nhóm chính **, hoạt động phản ứng với các chất khác (ngoại trừ nitơ) tăng từ lithium đến lanthanum. Hoạt động của lithium thường là **, ví dụ, lithium phản ứng với nước ở 25 ° C, trong khi natri phản ứng dữ dội, bỏng kali với nước, rubidium và cesium có phản ứng nổ; Phản ứng chậm với brom, lithium và natri lỏng, đồng thời phản ứng dữ dội với các kim loại kiềm khác. Trong C6H5C≡CH lithium không thể thay thế hydro axit yếu, trong khi các kim loại kiềm khác có thể được thay thế.

Một sự khác biệt hóa học cơ bản giữa lithium và đồng loại của nó là phản ứng với oxy. Khi các kim loại kiềm được đốt trong không khí hoặc oxy, lithium tạo thành LI2O và LI2O2, trong khi các oxit kim loại kiềm (M2O) khác phản ứng thêm để tạo thành peroxide M2O2 và (K, RB và CS) superoxide.mo2. Lithium không hình thành hydro peroxide khi bị đốt cháy vượt quá oxy, nhưng tạo ra các oxit bình thường.

Lithium có thể được kết hợp trực tiếp với nitơ để tạo thành nitrit, và lithium và nitơ phản ứng với hình thành các tinh thể màu ru3n (magiê và nitơ dạng mg3N2); Phản ứng chậm ở 25 ° C và nhanh chóng ở 400 ° C, và bằng phản ứng này, cả lithium và magiê đều có thể được sử dụng để loại bỏ nitơ khỏi hỗn hợp khí. Khi đồng nhiệt với carbon, lithium và natri phản ứng với hình thành LI2C2 và NA2C2. Kim loại kiềm nặng cũng có thể phản ứng với carbon nhưng tạo ra các hợp chất khoảng cách không đồng hóa, là phản ứng chậm của kim loại kiềm lithium với nước.

Lithium hydroxit là một cơ sở trung bình đến mạnh với độ hòa tan ít. Nó phân hủy thành oxit lithium khi được làm nóng. Một số muối lithium, chẳng hạn như fluoride, cacbonat và phốt phát, không hòa tan trong nước. Carbonat của chúng phân hủy thành các oxit tương ứng và carbon dioxide khi được làm nóng. Lithium clorua là hòa tan trong dung môi hữu cơ và là cộng hóa trị trong tự nhiên.