金属锂在现代工业和科学技术中具有非常重要的地位，广泛应用于电子、化工、医药等领域。金属锂作为一种蕴含巨大市场潜力的新能源和新材料，当前正面临着良好的发展机遇。介绍了金属锂的生产方法、应用领域及中国国内生产现状，分析了金属锂在相关领域内的市场前景。指出中国的锂资源极为丰富，但金属锂生产起步较晚，产品大部分是纯度<99．0％ 的金属锂。近几年，中国金属锂的消费需求将以每年25％的速度增长，金属锂面临着良好的市场机遇。
1、生产方法
金属锂的工业生产方法主要有熔盐电解法和真空热还原法。熔盐电解法系采用氯化锂为原料，在熔融电解槽内电解时分解为金属锂和氯气，在阴极析出锂，在阳极析出氯气。电解进行时，氯化锂离解为锂离子，向阴极移动并放电，形成的金属锂通过熔盐逐渐上升到电解槽表面或到锂收集室。在阳极析出的氯气通过熔盐上升至出口排出或收集。该法的最大缺点是电解时产生氯气污染严重，且产品质量不易控制，生产成本高。真空热还原法系采用碳酸锂为原料，生产过程不产生氯气，生产成本比熔盐电解法低20％左右，具有流程短、产品质量好、无环境污染等优点，不过也存在着回收率低、设备结构复杂的缺点。该法还同时采用了新的精制提纯技术，大幅度提高了产品纯度，其最高纯度可达99．96％ ，而且不产生任何废弃物，副产品为含锂化合物，可直接用于电解铝工业，所需原料均可立足中国国内解决。
对金属锂产品纯度的要求因用途而异，纯度为99．9％的锂，可以通过改进熔盐电解工艺直接制取，纯度为99．9％ 以上的锂，则需提纯。提纯金属锂常用的方法是真空蒸馏法。该法是根据锂和杂质元素的挥发性不同而被分离，可以制取质量分数99．99％ ～99．999 9％的高纯锂。
最近，中科院青海盐湖研究所的科技攻关项目“金属锂提取优化工艺研究”取得了重要进展。该项目采用无槽衬技术的新槽型，能实现金属锂和氯气的有效分离，金属锂通过导出装置进行汇集，并自动导人电解槽外的集锂器中，用控制阀将分离出的锂注入无氧操作箱的油冷模中，克服了传统技术电解槽寿命短、槽衬腐蚀污染产品的弊端，保证了产品质量 j。此外，由昆明理工大学真空冶金及材料研究所承担的云南省科技攻关项目“真空热还原提取 金属锂的新工艺新设备的研究”，完成了碳酸锂真空热分解和真空热还原的半工业化试验，建成了年产精锂26 t的生产线，并通过了专家验收鉴定。
2、应用领域
金属锂在现代工业和科学技术中具有非常重要的地位，广泛应用于电子、化工、医药、玻璃、橡胶、陶瓷、核工业、航空航天、金属冶炼、机械制造等领域。
用金属锂生产的丁基锂作为锂润滑脂用于军事机械化装备、石油化工设备、精密仪表，也可用作主体异性橡胶和合成橡胶的催化剂。金属锂可制备氟里昂的替代产品溴化锂及氯化锂、氢氧化锂等化学品。锂在液态氨中生成的Li•4NH ，是有机合成中的强还原剂。金属锂也是有机合成中的交联剂，用于合成维生素、抗生素、香精香料、树脂和染料。
在高能锂电池中，锂作为电极材料。锂电池能量密度大，电压高，工作温度范围宽，储存寿命长，可为现代各种电子设备提供稳定可靠的电源。
锂和氧有强大的亲合力，用于纯铜、纯镍和合金钢的脱氧；锂也是金属中硫的有效清除剂。锂的碳酸盐用于电解铝可提高导电效率，降低生产成本。
锂可与许多金属生成合金，改善了合金的性能。
同位素锂6无核裂变产物，不会造成辐射污染，是核聚变反应堆增殖氚的主要材料，反应后释放的能量可用于发电。锂在核裂变反应堆中用作热交换冷却剂、核燃料溶剂和热屏蔽材料。目前可控核聚变发电是应用金属锂最大的行业，一个发电用的可控核聚变反应堆仅用作载热体的金属锂就需700 t 左右。
金属锂也是一种优质能源，燃烧后可放出大量的热量，可作为火箭的最优金属燃料之一。若用锂或锂化合物制成固体燃料来代替固体推进剂，可用作火箭、导弹、宇航飞船的动力，不仅能量高、燃速大，而且具有极高的比冲量，提高这些空间飞行器的有效载荷。
3、生产现状
由于金属的生产工艺复杂、技术难度大、产品成本高，国际上金属锂的生产被发达国家所垄断，年总产量约为2 500 t左右。中国金属锂生产起步较晚，生产厂家很少，只有5家，年总产能680 t。产品大部分是纯度≤99．0％的金属锂，99．9％ 以上的电池级金属锂每年只有100 t左右。中国的金属锂生产全靠自行研究和开发。近年来，金属锂在中国的需求量日益增加，有一些厂家投资建设金属锂生产装置 。据不完全统计，这些新建拟建装置的年总产能达到1 400 t左右，届时若能全部建成投产，将大大缓解中国金属锂的供求关系，并可开拓国际市场，出口创汇。
4、市场分析
国际上金属锂的售价为8万～9万美元／t，世界金属锂的年需求量约6 000 t，每年以20％的速度增长，目前国际金属锂的产量仅能满足需求量的1／2左右。中国电解锂(纯度99．0％)55万f_／t，高纯锂63万~72万元／t，电池级金属锂80万元／t 。
金属锂电池直接利用金属锂，其能源储备量达到传统锂离子电池的2倍以上，而在放电容量方面，甚至达到传统产品的10倍左右，有望取代锂离子电池。此外，金属锂电池具有体积小、容量大、没有记忆效应等优势，以公认的使用效率和安全性使其市场销售得以快速增长。在某些用途上金属锂电池已基本取代了传统的镍氢充电电池。金属锂电池的大量使用也将拉动金属锂的消费呈快速增长的趋势。
在高能电池和蓄电池的开发上，作为阴极的主要材料锂被广泛应用于移动电话的可充电电池板，仅此一项日本每年按年产7亿只手机电池计，就需金属锂200 t。中国近年来移动电话呈几何级数的迅猛增长，作为手机的主要配件之一的手机电池的金属锂生产应用及市场
消费量极大，市场前景也日益看好。大容量的锂储电电池比普通铅锌蓄电池能量比高5—8倍，已越来越广泛地应用于电动轿车、电动助力车等交通工具，前景十分广阔。
用金属锂生产的锂铝合金和镁锂合金，由于其抗疲劳性能好、强度高、韧性好、重量轻，在发达国家广泛用于航空航天工业，以替代铝镁合金。镁锂合金是制造导弹外壳的不可替代的材料。在汽车工业上，这两种合金的用量也逐年增加。据预测，世界上锂铝合金的年需求量大约为60万t，仅此一项就需消耗金属锂1．5万t，其市场潜力巨大。
高性能的润滑剂都需要加入金属锂制取的丁基锂以提高其使用性能，特别是在低于一60℃、高于150 ℃时，一般润滑剂已失去润滑作用，加入锂后可使其性能不变，并具有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。正丁基锂还用作合成苯乙烯、丁二烯醇的引发剂，广泛应用于耐高温和低温的橡胶密封材料和橡胶轮胎，其中橡胶轮胎加入丁基锂可使其寿命 提高4倍以上，预计今后金属锂在这方面的应用将不断得以推广。
据业内专家预测，中国金属锂的消费需求将以 25％／a的速度增长，金属锂目前在中国正面临着良好的市场机遇，金属锂产业也成为蕴含巨大潜力的新能源、新材料的高科技产业。
1、生产方法
金属锂的工业生产方法主要有熔盐电解法和真空热还原法。熔盐电解法系采用氯化锂为原料，在熔融电解槽内电解时分解为金属锂和氯气，在阴极析出锂，在阳极析出氯气。电解进行时，氯化锂离解为锂离子，向阴极移动并放电，形成的金属锂通过熔盐逐渐上升到电解槽表面或到锂收集室。在阳极析出的氯气通过熔盐上升至出口排出或收集。该法的最大缺点是电解时产生氯气污染严重，且产品质量不易控制，生产成本高。真空热还原法系采用碳酸锂为原料，生产过程不产生氯气，生产成本比熔盐电解法低20％左右，具有流程短、产品质量好、无环境污染等优点，不过也存在着回收率低、设备结构复杂的缺点。该法还同时采用了新的精制提纯技术，大幅度提高了产品纯度，其最高纯度可达99．96％ ，而且不产生任何废弃物，副产品为含锂化合物，可直接用于电解铝工业，所需原料均可立足中国国内解决。
对金属锂产品纯度的要求因用途而异，纯度为99．9％的锂，可以通过改进熔盐电解工艺直接制取，纯度为99．9％ 以上的锂，则需提纯。提纯金属锂常用的方法是真空蒸馏法。该法是根据锂和杂质元素的挥发性不同而被分离，可以制取质量分数99．99％ ～99．999 9％的高纯锂。
最近，中科院青海盐湖研究所的科技攻关项目“金属锂提取优化工艺研究”取得了重要进展。该项目采用无槽衬技术的新槽型，能实现金属锂和氯气的有效分离，金属锂通过导出装置进行汇集，并自动导人电解槽外的集锂器中，用控制阀将分离出的锂注入无氧操作箱的油冷模中，克服了传统技术电解槽寿命短、槽衬腐蚀污染产品的弊端，保证了产品质量 j。此外，由昆明理工大学真空冶金及材料研究所承担的云南省科技攻关项目“真空热还原提取 金属锂的新工艺新设备的研究”，完成了碳酸锂真空热分解和真空热还原的半工业化试验，建成了年产精锂26 t的生产线，并通过了专家验收鉴定。
2、应用领域
金属锂在现代工业和科学技术中具有非常重要的地位，广泛应用于电子、化工、医药、玻璃、橡胶、陶瓷、核工业、航空航天、金属冶炼、机械制造等领域。
用金属锂生产的丁基锂作为锂润滑脂用于军事机械化装备、石油化工设备、精密仪表，也可用作主体异性橡胶和合成橡胶的催化剂。金属锂可制备氟里昂的替代产品溴化锂及氯化锂、氢氧化锂等化学品。锂在液态氨中生成的Li•4NH ，是有机合成中的强还原剂。金属锂也是有机合成中的交联剂，用于合成维生素、抗生素、香精香料、树脂和染料。
在高能锂电池中，锂作为电极材料。锂电池能量密度大，电压高，工作温度范围宽，储存寿命长，可为现代各种电子设备提供稳定可靠的电源。
锂和氧有强大的亲合力，用于纯铜、纯镍和合金钢的脱氧；锂也是金属中硫的有效清除剂。锂的碳酸盐用于电解铝可提高导电效率，降低生产成本。
锂可与许多金属生成合金，改善了合金的性能。
同位素锂6无核裂变产物，不会造成辐射污染，是核聚变反应堆增殖氚的主要材料，反应后释放的能量可用于发电。锂在核裂变反应堆中用作热交换冷却剂、核燃料溶剂和热屏蔽材料。目前可控核聚变发电是应用金属锂最大的行业，一个发电用的可控核聚变反应堆仅用作载热体的金属锂就需700 t 左右。
金属锂也是一种优质能源，燃烧后可放出大量的热量，可作为火箭的最优金属燃料之一。若用锂或锂化合物制成固体燃料来代替固体推进剂，可用作火箭、导弹、宇航飞船的动力，不仅能量高、燃速大，而且具有极高的比冲量，提高这些空间飞行器的有效载荷。
3、生产现状
由于金属的生产工艺复杂、技术难度大、产品成本高，国际上金属锂的生产被发达国家所垄断，年总产量约为2 500 t左右。中国金属锂生产起步较晚，生产厂家很少，只有5家，年总产能680 t。产品大部分是纯度≤99．0％的金属锂，99．9％ 以上的电池级金属锂每年只有100 t左右。中国的金属锂生产全靠自行研究和开发。近年来，金属锂在中国的需求量日益增加，有一些厂家投资建设金属锂生产装置 。据不完全统计，这些新建拟建装置的年总产能达到1 400 t左右，届时若能全部建成投产，将大大缓解中国金属锂的供求关系，并可开拓国际市场，出口创汇。
4、市场分析
国际上金属锂的售价为8万～9万美元／t，世界金属锂的年需求量约6 000 t，每年以20％的速度增长，目前国际金属锂的产量仅能满足需求量的1／2左右。中国电解锂(纯度99．0％)55万f_／t，高纯锂63万~72万元／t，电池级金属锂80万元／t 。
金属锂电池直接利用金属锂，其能源储备量达到传统锂离子电池的2倍以上，而在放电容量方面，甚至达到传统产品的10倍左右，有望取代锂离子电池。此外，金属锂电池具有体积小、容量大、没有记忆效应等优势，以公认的使用效率和安全性使其市场销售得以快速增长。在某些用途上金属锂电池已基本取代了传统的镍氢充电电池。金属锂电池的大量使用也将拉动金属锂的消费呈快速增长的趋势。
在高能电池和蓄电池的开发上，作为阴极的主要材料锂被广泛应用于移动电话的可充电电池板，仅此一项日本每年按年产7亿只手机电池计，就需金属锂200 t。中国近年来移动电话呈几何级数的迅猛增长，作为手机的主要配件之一的手机电池的金属锂生产应用及市场
消费量极大，市场前景也日益看好。大容量的锂储电电池比普通铅锌蓄电池能量比高5—8倍，已越来越广泛地应用于电动轿车、电动助力车等交通工具，前景十分广阔。
用金属锂生产的锂铝合金和镁锂合金，由于其抗疲劳性能好、强度高、韧性好、重量轻，在发达国家广泛用于航空航天工业，以替代铝镁合金。镁锂合金是制造导弹外壳的不可替代的材料。在汽车工业上，这两种合金的用量也逐年增加。据预测，世界上锂铝合金的年需求量大约为60万t，仅此一项就需消耗金属锂1．5万t，其市场潜力巨大。
高性能的润滑剂都需要加入金属锂制取的丁基锂以提高其使用性能，特别是在低于一60℃、高于150 ℃时，一般润滑剂已失去润滑作用，加入锂后可使其性能不变，并具有高抗水性、耐高温和良好的低温性能。正丁基锂还用作合成苯乙烯、丁二烯醇的引发剂，广泛应用于耐高温和低温的橡胶密封材料和橡胶轮胎，其中橡胶轮胎加入丁基锂可使其寿命 提高4倍以上，预计今后金属锂在这方面的应用将不断得以推广。
据业内专家预测，中国金属锂的消费需求将以 25％／a的速度增长，金属锂目前在中国正面临着良好的市场机遇，金属锂产业也成为蕴含巨大潜力的新能源、新材料的高科技产业。
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