世界视讯！从药品到“新黄金”，锂是怎么“出道”的？

2022-12-10 22:03:58 来源：科普中国

出品：科普中国

(资料图片仅供参考)

作者：地星引力

监制：中国科普博览

进入21世纪以来，锂在我们生活中扮演的角色越来越重要了。远的不用说，许多人都已经成了重度手机用户，手机每天一充是基本操作了；还有很多人会骑着“小电驴”上下班，尤其是南方，每当绿灯亮起，那密密麻麻如洪流一般的“小电驴”能让每一个初到南方的北方人吓得不敢动弹；当然，还有很多人在买车时会考虑电动汽车，这些电动汽车的动力来源也是锂电池动力包。

中国台湾街头的“小电驴”，你也可以去桂林、柳州、南宁等城市体验这种感觉，被“小电驴”洪流困在斑马线中间的感觉，终身难忘

（图片来源：Veer）

但其实在19世纪到20世纪初，锂刚刚被发现的那些年里，它只是一种不太起眼的药用矿物，而且是那种一旦医生们开药不当，就会令患者中毒的药物。从药物到闪耀于21世纪的“新黄金”，锂经历了一番波折的故事。

锂的“初舞台”

1800年，巴西矿物学家何塞·安德拉达在瑞典旅行时发现一种透明的泛着玻璃光泽的漂亮矿物，在被火烧时会发出强烈的深红色火焰。

1817年，瑞典化学家约翰·奥古斯特·阿夫维森继续研究这种矿物，并在这种矿物中检测到了一种类似于钾和钠的新碱性元素，并将其命名为Lithion(希腊语λιθoς的英译，意为“石头”)，这就是锂元素传奇历史的开端。而这种漂亮的矿物则在后来被命名为透锂长石。

透锂长石

（图片来源：wikipedia）

锂元素在火中会发出紫红色的光，烟火中也有用到它

（图片来源：wikipedia）

一直到1821年，单质锂才由科学家通过电解的方法提纯出来。锂单质是一种轻（与松木密度相当）而柔软的金属，跟钠单质一样（熟悉初中化学的人应该知道，整个碱金属家族的性质都很相似），能用刀切开，且新鲜切面为金属特有的银白色。它遇水遇空气也很容易发生化学反应，因此在自然界并不存在单质锂，而大多以化合物的形式存在。

被保存在油中的锂单质

（图片来源：wikipedia）

最初，人们是将这种元素作为药物使用的——在19世纪50年代的实验中，医生们发现锂可以溶解从肾脏中分离出来的尿酸晶体，因此于19世纪中叶开始试图将锂制成药剂令通风患者服下。而那时又有理论认为人的抑郁症和躁狂症可能与过量的尿酸有关，因此人们也开始使用锂来治疗这些疾病。但当时有些医生们手艺很生，对锂制剂的剂量把握不准可能会造成患者锂中毒，所以锂在1949年一度被禁止销售。

不过从它被禁止销售那年开始，又有不断的科学研究证明，锂盐确实能治精神相关的疾病，比如双相情感障碍，它能一定程度降低患者自杀的风险。所以到了现代，在治疗相关疾病时，医生们也会给患者开出碳酸锂等含锂药物来。

现代的碳酸锂胶囊

（图片来源：wikipedia）

工业化应用，崭露头角

在做成药品之后，锂的第一种大规模工业化应用是制作润滑油。

在二战期间以及二战后，飞机的使用量蹭蹭上涨。我们都知道，在飞机轴承处一般会需要润滑油，不然轴承很容易磨损断裂。但是二战以来的飞机性能越来越高，其轴承处的温度也越来越高，传统的润滑油已经完全无法满足需求了。

这时候，锂基润滑油被研发了出来，它的熔点比其他润滑油高得多，且腐蚀性还很小，因此很快在工业领域中被推广开来。一直到现在，很多汽车中也都在使用硬脂酸锂制作的润滑剂，据说就算用到汽车报废，润滑剂依然还能继续用。

锂基润滑油（图片来源：wikipedia）

除此之外，锂元素还被应用于氢弹；氢氧化锂(Li-7)可作为压水反应堆中良好的冷却剂；金属锂及其氢化物则能作为高能火箭推进剂使用。军事和核工业上的需求催生了锂的第一次大规模工业化生产，并让锂成了一种极为重要的战略物资。

走入生活，收获大批“粉丝”

后来，锂的生产开始向民用方面转型。科学家们也在不断研究中找到了锂和锂的化合物的新用途。

比如在玻璃及陶瓷行业，它能作为助熔剂使用，能有效降低二氧化硅的熔点，并提升玻璃及陶瓷釉面的耐热耐磨性能；在冶炼工业中，也可以作为助熔剂使用，并且还能作为吸附剂和脱硫剂；在航空航天领域，添加了锂的铝合金能更轻、更硬……也正是这么广泛的应用，让锂被称为“工业味精”“推动世界前进的金属”。

但是锂真正大规模使用并被推上新的战略高度，还是要等到锂离子电池的广泛应用以后了。

锂离子电池的研发其实从20世纪60年代就开始了，不过一直到2000年左右，锂离子电池才逐渐成熟起来，这个艰难的研究过程可以写一本书出来。让锂离子电池广泛使用开来的契机，可能还是要归功于手机等一系列电子设备以及电动汽车的爆发式增长。但话又说回来，要是没有锂离子电池这种高能量密度的电池，电子设备应该也不可能发展得如此之快，这算是互相成就吧。

早期的锂离子电池，当时的手机、相机等电池均为这种可拆卸式的电池。现在手机上不能拆卸式的电池又带来了充电宝行业的大发展

（图片来源：wikipedia）

18650锂电池（右），这可能是迄今为止最受欢迎的锂电池，若是拆开电动汽车中的动力包，就会发现里面塞满了这种柱状电池

（图片来源：wikipedia）

就是在这种背景下，锂对我们人类的重要性再次拔高了一个台阶，以前是没有锂还能活得很好，现在是没有锂寸步难行。因此有人又给它冠上了“21世纪的新黄金”“21世纪的能源金属”“新能源时代的石油”等多种头衔。

总而言之，从工业生产到走入生活，锂的应用也在一步步改变我们的世界，我们现在已经生活在一个离不开锂的世界里了。

关键词：锂离子电池电动汽车电子设备