Teknikens byggstenar del 1: H, He och Li

Ämne 3: Litium (Li)

Litium är ett mjukt material – så även litium-jon-batterier.

Svenskt namn: Litium
Engelskt namn: Lithium (Så stavas det inte i svensk text!)
Densitet: 0,534 ton per kubikmeter (flyter i vatten)
Smältpunkt: 180,5 grader Celsius
Kokpunkt: 1330 grader Celsius

Litium är den lättaste av alla metaller och kan skäras ungefär som hårdost. Här kommer vi till det första riktigt användbara grundämnet. Vi har massor av det hemmavid, allihop.

Litiumjon-batterier är lätta, jämfört med nickel-kadmium och blybatterier, eftersom litium är ett lätt grundämne. Normalt använder man grafit som negativ elektrod och en metalloxid som litiumkoboltoxid (LiCoO2) som positiv elektrod.

Elektrolyten är lösningsmedlen etylenkarbonat och dietylkarbonat med lösta litiumjoner, ett litiumsalt. Därav namnet litiumjon-batteri.

Den positiva elektroden kan också göras av till exempel litiumjärnfosfat eller litiummanganoxid. Laddning och urladdning av cellen innebär att litiumjonerna flyttar in i eller ut ur de olika elektroderna.

Blir farligt med vatten

Det är litiumets höga reaktivitet med vatten som gör batterier med rent litium farliga, det är därför man övergått till litiumkoboltoxid. Dessutom måste batteriet förses med temperaturmätare som reglerar urladdningen – ett batteri som blir för varmt kan sprängas.

Litium, niob och syre kan förenas till litiumniobat-kristaller (LiNbO3), som är piezoelektriska, och används i olika typer av akustoelektriska filter, så kallade saw-filter (surface acoustic wave) i tv-apparater och mobiltelefoner, för bandpassfiltrering av hf-signaler.

Kristallen kan också användas som optisk modulator och andra icke-linjära optiska uppgifter, till exempel frekvensdubbling av laserljus.
LiNbO3 kan också ersättas med litiumtantalat.

Upptäcktes av svenskar

Litium, som blir supraledande vid 0,4 Kelvin, upptäcktes 1817 av svenskarna Johan August Arfwedson och Jöns Jakob Berzelius. Produktionen började på riktigt vid andra världskriget då man insåg att det kunde användas som smörjmedel tillsammans med olika fettsyror, vid höga temperaturer i flygmotorer.

Det var dock kalla kriget som satte fart på produktionen ordentligt, eftersom litium ingår i tändhattar till vätebomber. Naturligtvis har bruket av litium-jon-batterier ökat produktionen sexfaldigt sedan dess.