锂(Li,原子序数 3)是“最轻金属”,也是当下能源革命的核心元素。

基本特征
| 属性 | 数值 | 备注 |
| 密度 | 0.534 g cm⁻³ | 最轻金属,能浮在汽油上 |
| 电极电位 | −3.04 V | 最负,电池界“电压发动机” |
| 同位素 | ⁷Li 92.5 %、⁶Li 7.5 % | 后者是氚增殖堆的“弹药” |
| 地壳丰度 | 20 ppm | 与镍相近,但富矿稀少 |
五个高频应用场景
① 动力电池
三元(NCM)、磷酸铁锂(LFP)正极都离不开 Li⁺“搬工”。
1 辆 Model 3 长续航 ≈ 12 kg Li₂CO₃ 当量,占整车成本 4–6 %。
② 便携电源
手机 1 节 3.7 V 软包 ≈ 2 g 金属锂;笔记本 60 Wh ≈ 15 g。
③ 玻璃陶瓷
⁷Li 加入铝硅玻璃 → 热膨胀系数近零,Corning Gorilla Glass 即用此招防摔。
④ 铝工业
每吨电解铝需 1–2 kg Li₂CO₃ 作“助熔剂”,降低熔点 80 °C,节电 3 %。
⑤ 核聚变
⁶Li + n → ³T + ⁴He,产氚反应截面高,ITER 包层设计年需 ⁶Li 百公斤级。
资源地图(2025 版)
卤水型:智利 Atacama、阿根廷 Hombre Muerto、中国察尔汗,占全球产能 65 %。
硬岩型:澳大利亚 Greenbushes(品位 2.4 % Li₂O,全球最大矿山)。
新玩家:四川甲基卡(国内最高 2.8 %)、马里 Goulamina、加拿大 James Bay。
提取工艺
南美卤水:
盐田蒸发 12–18 月 → LiCl 卤水 → 石灰除镁 → 苏打沉淀 Li₂CO₃
缺点:一次水耗 50 t/t 产品,ESG 压力最大。
中国吸附法:
铝系分子筛直接吸附老卤 Li⁺ → 洗脱 → 双极膜电渗析得 LiOH
优点:生产周期 7 天,水耗降 80 %;缺点:一次性树脂贵。
硬岩提锂:
锂辉石 1000 °C 转型 → 酸化焙烧 → 硫酸浸出 → 除杂 → 沉锂
成本 6–7 万元/吨,比卤水高 30 %,但 8 周即可投产。
价格过山车(近 5 年)
2021 10 万 → 2022 11 月 60 万(高点)→ 2023 4 月 17 万 → 2024 12 月 7.8 万元/吨(电池级碳酸锂,含税)。
核心驱动:产能释放 vs 库存去化 vs 储能抢装。
三条“冷到结冰”知识
宇宙锂危机:
标准大爆炸模型预测 ⁷Li 丰度比实测高 3 倍,称为“锂缺失问题”,至今没完全解决。
医疗“情绪金属”:
碳酸锂 1949 年起用于双相情感障碍,血药浓度 0.6–1.0 mmol L⁻¹ 即起效,但治疗窗窄,多喝两口盐水就能“滑出”安全区。
火箭燃料“锂加成”:
锂铝氢(LiAlH₄)比肼能量高 15 %,曾计划用于航天飞机升级项目,因怕水太猛作罢——遇水即爆,现场无法灭火。
