نظرة عامة على تطبيقات الليثيوم

ويستخدم الليثيوم على نطاق واسع في البطاريات والسيراميك والزجاج ومواد التشحيم والتبريد والصناعات النووية والضوئية. مع التطوير المستمر لأجهزة الكمبيوتر والكاميرات الرقمية والهواتف المحمولة وأدوات الطاقة المحمولة وغيرها من المنتجات الإلكترونية، أصبحت صناعة البطاريات أكبر مجال لاستهلاك الليثيوم. وبالإضافة إلى ذلك، تعد كربونات الليثيوم إحدى الطرق الفعالة لتقليل استهلاك الطاقة وحماية البيئة في صناعة السيراميك، كما سيزداد الطلب على الليثيوم. وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا اكتشاف الدور الجديد لليثيوم في الزجاج، وسيستمر الطلب على الليثيوم في النمو في صناعة الزجاج. ونتيجة لذلك، أصبحت صناعة الزجاج والسيراميك ثاني أكبر مجالات استهلاك الليثيوم.

صناعة البطاريات
بسبب الوزن الذري الصغير للليثيوم، تتمتع البطاريات التي تحتوي على أنودات الليثيوم بكثافة طاقة عالية جدًا. وبالإضافة إلى ذلك، تتمتع بطارية الليثيوم بالعديد من المزايا، مثل الوزن الخفيف والحجم الصغير وعمر الخدمة الطويل والأداء الجيد وعدم التلوث، لذا فقد جذبت الكثير من الاهتمام. في السنوات الأخيرة، نما الليثيوم بشكل أسرع في مجال البطاريات. فقد ارتفع من 7% في عام 1997 إلى 35% في عام 2013. وأصبح قطاع البطاريات أكبر مستهلك للليثيوم في العالم. والآن، تُستخدم بطاريات الليثيوم على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة والكاميرات الرقمية والمعدات الإلكترونية الصغيرة والفضاء والميكانيكية والكهربائية والاتصالات العسكرية وغيرها من المجالات. ومع تطور تكنولوجيا السيارات الكهربائية، سيتم استخدام بطارية الليثيوم على نطاق واسع في صناعة السيارات.

صناعة الزجاج
مركزات الليثيوم أو مركبات الليثيوم لها تأثير تدفق أكبر في صناعة الزجاج، ويمكن أن تؤدي الإضافة إلى مكونات الزجاج إلى تقليل درجة حرارة انصهار الزجاج ولزوجة الذوبان، وتبسيط عملية الإنتاج، وتقليل استهلاك الطاقة، وإطالة العمر الافتراضي، وزيادة العائد، وتحسين حالة التشغيل، وتقليل التلوث. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي إضافة مركبات الليثيوم في الزجاج إلى تقليل معامل التمدد الحراري للزجاج، وتحسين كثافة الزجاج ونعومته، وتحسين قوة المنتج، والليونة، ومقاومة التآكل، وأداء مقاومة الصدمات الحرارية. يستخدم زجاج الليثيوم الآن على نطاق واسع في مجالات الكيمياء والإلكترونيات والبصريات والعلوم والتكنولوجيا الحديثة.

صناعة السيراميك
يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من سيراميك السبودومين إلى تقليل درجة حرارة التلبيد وتقصير وقت التلبيد، وتحسين السيولة واللزوجة والقوة ومعدل انكسار السيراميك، ومقاومة السيراميك للحرارة المعززة، ومقاومة الأحماض والقلويات، ومقاومة التآكل وأداء مقاومة الصدمات الحرارية. والآن، يُستخدم استخدام سبودومين مصنوع من السيراميك منخفض التمدد الحراري والسيراميك منخفض التمدد على نطاق واسع في صينية أفران الميكروويف، ولوحة الموقد الكهرومغناطيسي، وشفرات التوربينات، وشمعة الإشعال، ومعامل التمدد الحراري المنخفض لرغوة السيراميك والسيراميك خفيف الوزن وما إلى ذلك.

صناعة الشحوم
بالمقارنة مع شحم البوتاسيوم والصوديوم وقاعدة الكالسيوم، فإن شحم الليثيوم له مزايا مثل مقاومة الأكسجين، ومقاومة الضغط، وخاصية التشحيم الجيدة، وخاصة شحم الليثيوم عرض العمل ومقاومة الماء جيدة، لا يمكن تغيير لزوجة الشحوم عند -60 درجة مئوية ~ 300 درجة مئوية، حتى القليل من الماء، لا يزال بإمكانهم الحفاظ على استقرار جيد، لذلك يتم تطبيقه على الطائرات والدبابات والقطارات والسيارات والمعادن والبتروكيماويات وغيرها من المعدات.

صناعة المعادن
يمكن للليثيوم كمكون من السبائك الخفيفة والسبائك الخفيفة جدًا والسبائك المقاومة للتآكل وغيرها من السبائك غير الحديدية، أن يحسن خصائص السبائك بشكل كبير. على سبيل المثال، سبيكة الليثيوم المغنيسيوم هي سبيكة خفيفة الوزن عالية القوة وذات توصيل حراري جيد وليونة جيدة، ولكنها تتميز أيضًا بخصائص مثل مقاومة التآكل ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل ومقاومة الصدمات ومقاومة جيدة للاختراق وجزيئات عالية السرعة، والمعروفة باسم "سبائك الفضاء الجوي غدًا"، وقد تم تطبيقها على نطاق واسع في مجال الطيران والدفاع والمجال العسكري. مع زيادة الوزن الخفيف وتوفير الطاقة ووزن مواد حماية البيئة ومتطلبات التنمية المستدامة، سيتم تطبيق سبائك الليثيوم المغنيسيوم أيضًا في النقل والإلكترونيات والمنتجات الطبية والمواد خفيفة الوزن، إلخ.

ستؤدي إضافة الليثيوم إلى البريليوم والزنك والنحاس والفضة والكادميوم والبورون إلى جعل السبيكة أكثر صلابة وقوة شد ومرونة. وتتراوح كمية الليثيوم في هذه السبائك من بضعة آلاف إلى بضعة في المائة.

الليثيوم هو أيضًا عامل فعال لإزالة الغازات. بسبب النشاط الكيميائي للليثيوم، فإن معدن الليثيوم أو معدن الليثيوم أو سبيكة الليثيوم التي تذوب في الليثيوم مع المعدن أو السبيكة مثل الهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين والغازات الأخرى التي تتشكل في تفاعل المركبات منخفضة الكثافة ونقطة الانصهار المنخفضة، لا يمكن فقط إزالة الغاز، يصبح المعدن أكثر كثافة، ولكن يمكن أيضًا القضاء على الفقاعات والعيوب المعدنية الأخرى، وذلك لتحسين بنية الحبوب للمعادن، وتحسين الخواص الميكانيكية للمعادن.

تطبيقات أخرى
يتميز معدن الليثيوم بخصائص السعة الحرارية الكبيرة، ونطاق درجة حرارة السائل الواسع، والتوصيل الحراري العالي، واللزوجة المنخفضة، والكثافة المنخفضة. ويُستخدم كمبرد في مفاعلات الاندماج النووي أو الانشطار النووي.
بروميد الليثيوم هو ممتص فعال لبخار الماء ومنظم فعال لرطوبة الهواء. ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة تكييف الهواء وإزالة الرطوبة والتبريد وتنقية الهواء.
ويتميز الليثيوم ومركباته بسرعة احتراق عالية وعرض لهب عالٍ وقدرة حرارية عالية. وغالباً ما تستخدم كوقود للصواريخ أو الطائرات أو الغواصات.
كما يمكن استخدام الليثيوم في صناعة "سماد الليثيوم" لمنع تعفن الطماطم ومرض صدأ القمح.
يمكن أن تؤدي إضافة ملح الليثيوم في خلية الألومنيوم إلى تحسين سيولة الملح المنصهر وتقليل درجة التحليل الكهربائي وتوفير الطاقة الكهربائية.
يستخدم ليثيوم البوتيل أيضًا كمبادر، كحول ستايرين بوتادين، يستخدم على نطاق واسع في درجات الحرارة العالية ودرجة الحرارة المنخفضة لمواد ختم المطاط والإطارات المطاطية والإطارات المطاطية.