金属锂电池的定义是什么

锂矿资源

锂号称“稀有金属”，其实它在地壳中的含量不算“稀有”，地壳中约有0．0065%的锂，其丰度居第二十七位。已知含锂的矿物有150多种，其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。海水中锂的含量不算少，总储量达2600亿吨，可惜浓度太小，提炼实在困难。某些矿泉水和植物机体里，含有丰富的锂。如有些红色、黄色的海藻和烟草中，往往含有较多的锂化合物，可供开发利用。我国的锂矿资源丰富，以目前我国的锂盐产量计算，仅江西云母锂矿就可供开采上百年。

金属锂特性

只有同体积的铝的重量的五分之一、水的二分之一。锂不只是能浮在水面上，甚至会浮在煤油上。如果一架飞机是用锂做的话，两个人就能抬起它！

当然，实际上锂不仅不能被用来制造飞机，甚至不能用来制造茶匙。这是因为锂的化学性质非常活泼，能够和空气中的氧气化合，变成白色、疏松的化合物——氧化锂，完全丧失了原有的机械强度。用锂制成的茶匙，在第一次搅拌热茶时，就会“不翼而飞”，因为这茶匙被水“吃”掉了——锂和水激烈地反应，置换水中的氢，放出氢气，而它本身变成氢氧化锂，溶解到水中去了。

在自然界中，锂还算是比较多的一种元素，它占地壳总原子数的万分之二。在盐层、海水、盐湖、矿泉中，含有许多可溶性的锂的化合物。

保存方法

干燥环境下，锂金属不与氧气发生反应，只有在潮湿的环境下才与氧气发生反应，颜色由银白色变成黑色最后再变成白色。实验室中锂金属一般保存在干燥的惰性气体环境中。

锂的化合物

锂的化合物也有许多用途。其中最值得注意的是锂的氢化物——氢化锂。当金属锂和氢气作用，就生成白色的氢化锂粉末。氢化锂能和水猛烈地反应，放出大量氢气。一公斤的氢化锂和水作用，可以放出2800升氢气！因此，氢化锂可以看成是一个方便的储藏氢气的“仓库”，两公斤氢化锂和水作用放出的氢气，相当于一个压力为120一150个大气压的普通氢气钢筒中所装有的氢气。氢化锂还是热核反应的重要原料。此外，锂的一些化合物，在陶瓷工业上还被用作釉药。在玻璃工业上，用来制造乳白玻璃和能透过紫外线的特种玻璃。电视机的荧光屏玻璃，就是锂玻璃。在碱性路电池中加入氢氧化锂，能够大大提高它的电容量。

可作为催化剂

在植物体中，常常可以遇上锂的化合物。不过，它们对植物的处理作用，现在还不十分清楚。一些红色、黄色的海藻和烟草中，常含有较多的锂的化合物。当把烟草烧成灰烬时，锂就剩在灰烬里。锂能够作为催化剂，用来加速一些化学反应。有趣的是：你把火柴划亮，把糖块放在火柴的火焰上，这时糖只是开始熔化，但并不燃烧。但是，如果你在糖块上撒一些香烟灰，这时糖块就会象纸一样烧起来！这便是由于香烟灰中含有锂，而锂能够加快糖的氧化(燃烧)反应。

在动物和人体中，锂主要存在于肝脏和肺。

金属锂作为锂二次电池负极，兼具超高比容量和非常低的电化学电位的优点。然而，锂枝晶生长带来的安全性问题以及副反应等，很大程度上限制了锂金属负极的应用。研究表明，通过以下几种方法可以在一定程度上缓解枝晶生长等相关问题：

(1)具有较低Cs+浓度的电解质可以消耗低电流下生长的枝晶。

(2)电解质添加剂、高的锂盐浓度、预处理、人工非原位修饰等。但是，大多数在锂表面形成保护层的手段，都会造成电子/离子电导率和机械稳定性降低，而且仅在数百次的低电流循环下才有效。

在这里，加拿大滑铁卢大学LindaF.Nazar教授课题组报道了一种非常高效的方法抑制锂枝晶——在金属Li表面通过原位形成由锂基合金(Li13In3,LiZn,Li3Bi或者Li3As)组成的表面膜，表现出较快的离子迁移速率。、

得益于高导电性的富锂合金膜和电子绝缘的副产物LiCl二者的协同作用，该锂金属电极表现出优异的电化学性能。在2mA/cm^2下可稳定循环达700次(1400小时)，并且在与Li4Ti5O12(LTO)电极配对时，以5C倍率(1C=1Li/h)可稳定循环1500次。对循环后的材料进行非原位SEM测试，发现在合金层下发生了Li沉积现象，由此表明该方法得到的富锂合金可以有效改善锂枝晶的生成问题。

合成步骤:

锂保护电极制备：在小于1ppm氧气和湿气的氩填充手套箱中，将锂金属箔(99.9％，Aldrich)抛光至表面发光。抛光后，将锂箔浸入在含有0.167MMClx的四氢呋喃(THF)溶液中20秒(M=As，In，Zn或Bi)。从THF溶液中取出后，小心地除去锂箔上过量液体。然后将箔用THF漂洗，在室温下真空干燥两天，并切成11mm圆形，用于电化学电池中的研究。

Li13In3体相制备：铟箔和锂箔在使用前进行抛光。测量所需量的箔堆叠在一起。在12mm直径的模具中，用4吨压力压制叠层箔30分钟。所有步骤都在Ar填充的手套箱中进行。