Rohstoffe in der Batterietechnik: Lithium (Akku-Lexikon)

Lithium ist ein Leichtmetall aus der Gruppe der Alkalimetalle, nur gut halb so schwer wie Wasser. Das silberweiße und recht weiche Metall läuft an der Luft unter Bildung von Lithiumoxid und Lithiumnitrid an. In reinem Sauerstoff verbrennt es mit leuchtend roter Flamme bei 180°C zu Lithiumoxid. Mit Wasser reagiert Lithium heftig unter Bildung von Lithiumhydroxid.

Abbaufähige Mineralien des Lithiums sind z.B. Lepidolith, Spodumen, Petalit und Amblygonit, wichtige Förderländer sind z.B. die USA, Kanada, Australien und Chile.

Lithium ist ein wichtiger Legierungszusatz, z.B. für Achslagermetalle sowie für organische Katalysatoren. Die Weltjahresproduktion beträgt ca. 50.000 Tonnen.

In der Batterietechnik wird Lithium in Lithium-Batterien als Elektrodenmaterial verwendet, jedoch aufgrund technischer und sicherheitstechnischer Probleme praktisch nur noch in Form einer Vielzahl von Lithium-Legierungen (z.B. Lithium-Aluminium) oder Lithium-Verbindungen (z.B. Lithium-Kohlenstoff). Aufgrund der Instabilität von Lithium in Wasser dürfen für Lithiumbatterien keine wässrigen Elektrolyte verwendet werden. Eingesetzt werden organische Elektrolyte mit hoher chemischer Beständigkeit und guter Löslichkeit für Lithiumsalze, zum Beispiel Alkohol-Cabonate mit Lithiumhexafluorphosphat (LiPF₆) oder Lithiumimid (LiN(SO₂CF₃)₂).

Aufgrund des geringen spezifischen Gewichtes von Lithium lassen sich damit Batterien mit sehr großer Energiedichte herstellen. Als Primärbatterie hat sich beispielsweise die Lithium-Jod-Batterie für Herzschrittmacher hervorragend bewährt. Wegen der sehr geringen Selbstentladung solcher Knopfzellen können sie 10 bis 15 Jahre betrieben werden, ihre Energiedichte liegt typischerweise bei 240 Wh/kg. Im Sekundärbatterie-Bereich setzen sich Lithium-Ionentransfer-Batterien in Anwendungen durch, in denen eine hohe Energiedichten verlangt und der relativ hohe Preis von den Konsumenten akzeptiert wird, z.B. bei Handys.

Einige technische Eckdaten

Chemisches Symbol: Li

Ordnungszahl: 3

Relative Atommasse: 6,94

Oxidationszahlen: +1

Dichte: 0,53 g/cm³

Schmelzpunkt: 181 °C

Siedepunkt: 1.342 °C

Spezifischer elektrischer Widerstand: 9

	Siehe auch:
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