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リチウム
Li 3

リチウム Lithium

リチウム(リチウム)は化学元素であり、元素記号 Li、原子番号 3 である。密度 0.534 g/cm³ と全金属中最も軽い、柔らかい銀白色のアルカリ金属である。極めて強い還元性と高い比エネルギーを持ち、リチウムイオン電池の主要活物質として電気自動車、携帯電子機器、送電網蓄電システムの二次電池に不可欠である。またセラミックス、ガラス、潤滑油、医薬品、合成ゴムなどの分野でも重要な用途がある。

アルカリ金属 USGS 2025 銀白色
原子番号 3Z
原子量 6.94u
価電子 1
電子配置 1s2 2s1
密度
0.53g/cm³
融点
180°C
地殻存在量
20.0ppm
年間生産量
7240000metric tons
リサイクル率
5%(新興

なぜ使われるか

リチウムは地球上で最も密度の低い金属(0.534 g/cm³)であり、任意の元素の中で最も負の標準電極電位(-3.04 V)を持つ。この組み合わせにより極めて高い比エネルギーが可能となり——ニッケル系電池の約3倍——携帯電子機器、電気自動車、送電網規模のエネルギー貯蔵のための充電式電池化学においてリチウムは代替不能な活性金属となっている。

用途

Batteries
88%
Ceramics & glass
4%
Lubricating greases
2%
Air treatment
1%
Casting mold flux
1%
Pharmaceuticals
1%
Other
3%

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

リチウムは自然界で最も軽い金属で、密度は水の約半分であり、新エネルギー時代において最も戦略的に注目される金属となっている。最大の用途はリチウムイオン電池の核心材料である。携帯電話・ノートパソコン・タブレット端末といった民生用電子機器の電池はほぼ完全にリチウムに依存しており、電気自動車の大型パワーバッテリーや系統規模の蓄電所が世界のリチウム需要の急成長を牽引してきた。電気自動車1台の電池パックには数十キログラムのリチウムが使われる。電池以外では、リチウム系グリースは耐高温性と耐水性に優れ、自動車・軸受・産業機械の長寿命潤滑に広く用いられる。冶金分野では、銅やアルミニウムなどの溶錬時に脱酸・ガス除去剤として添加され、金属品質を改善する。ガラスやセラミックスにリチウムを加えると融点と熱膨張係数が下がり、耐熱調理器具や低膨張ガラスが得られる。医学では、炭酸リチウムが躁病性精神障害の治療に用いられる。これらの用途でリチウムが選ばれる理由は、原子量が小さく、電極電位が低いため、単位質量あたりに極めて多くの電気エネルギーを蓄えられる点にあり、この特性は他の金属の追随をほとんど許さない。

主な化合物とその用途

炭酸リチウム(Li2CO3)は最も基礎的なリチウム塩であり、ほぼすべてのリチウム製品の出発点で、電池正極材料・リチウム塩精製・抗躁薬の原料となる。水酸化リチウム(LiOH)は主にリチウム系グリースの製造に用いられるほか、高ニッケル三元系正極電池の重要原料でもある。二酸化炭素を強く吸収するため、潜水艦や宇宙船の空気浄化にも使われる。塩化リチウム(LiCl)は極めて吸湿性が高く、工業用除湿・空調システムの乾燥剤として、また金属リチウム抽出のための溶融塩電解に用いられる。スポジュメン(LiAlSi2O6)は現在、世界で最も重要なリチウム鉱石のひとつであり、オーストラリアなどの硬岩リチウム鉱山で主に採掘され、浮選・焙焼・酸浸出を経て炭酸リチウムが得られ、塩湖かん水と並ぶリチウムの二大資源のひとつとなっている。さらに、臭化リチウム(LiBr)は強い吸水性を生かし、大型セントラル空調の吸収式冷凍機に広く用いられ、塩化リチウムとともにHVAC業界におけるリチウム塩の安定したもうひとつの市場を形成している。

元素小史

1817年にヨハン・アウグスト・アルフヴェッドソンが鉱物ペタライト(LiAlSi₄O₁₀)を分析中に発見した。1855年に電気分解により純金属として単離された。大規模生産は1920年代にスポジュメン鉱石から開始され、1960年代にはかん水抽出法が加わった。

関連元素

Na · ナトリウム K · カリウム Rb · ルビジウム Cs · セシウム Fr · フランシウム

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

リチウムの融点は何度ですか?
180 °C
リチウムの沸点は何度ですか?
1330 °C
リチウムの密度はどのくらいですか?
0.53 g/cm³
リチウムの原子番号と分類は何ですか?
3 · アルカリ金属
リチウムは主にどの鉱物から採取されますか?
スポジュメン、かん水
リチウムの世界埋蔵量はどのくらいですか?
30000000 metric tons
リチウムの年間生産量はどのくらいですか?
7240000 metric tons
リチウムは主に何に使われますか?
リチウムは地球上で最も密度の低い金属(0.534 g/cm³)であり、任意の元素の中で最も負の標準電極電位(-3.04 V)を持つ。この組み合わせにより極めて高い比エネルギーが可能となり——ニッケル系電池の約3倍——携帯電子機器、電気自動車、送電網規模のエネルギー貯蔵のための充電式電池化学においてリチウムは代替不能な活性金属となっている。
リチウムは誰がいつ発見しましたか?
ヨハン・アウグスト・アルフヴェートソン · 1817