リン酸リチウム(Lithium Phosphate, Li₃PO₄)の用途と特性

リン酸リチウム(Lithium Phosphate, Li₃PO₄)の用途と特性

リン酸リチウム(Lithium Phosphate, Li₃PO₄)は、水酸化リチウム(lithium hydroxide)とリン酸(phosphoric acid)から製造されました。リン酸リチウム(Lithium Phosphate)は、リチウムイオン電池(lithium ion batteries)やその他のリチウム系二次電池などの様々な高性能エネルギー貯蔵装置の製造のために主に使用されます。また、リン酸リチウム(Lithium Phosphate)バッテリーは、携帯電話、ノートパソコン、その他のデバイスの必需品として広く使用されています。低膨張磁器エナメル釉薬(enamel glaze)およびポリマー中間体に使用されます。

リン酸リチウム(Lithium Phosphate, Li₃PO₄)は、セラミックグレージング、ポリマー中間体、およびプロピレンオキシドの異性化触媒として使用するために作られています。リチウム鉄(Lithium iron)およびリチウム鉄マグネシウムリン酸塩(lithium iron magnesium phosphates)は、新しい電池技術に使用され、リチウムイオン電池に比べていくつかの利点があります。リン酸リチウム反応は、H3PO4 + 3LiOH -> Li3PO4 + 3H2O方程式で表されます。

リン酸リチウム(Lithium Phosphate)は、リチウム電池素材、発光塗料(luminescent paint)を作るために使用されます。リチウムリン酸鉄電池(ithium iron phosphate batteries)（LiFePO4またはLFP）は、鉛酸電池および他のリチウム電池(lithium batteries)に比べて多くの利点を提供します。リチウムリン酸鉄電池(ithium iron phosphate batteries)は寿命延長、メンテナンス不要、極めて安全で軽量で、放電および充電効率が向上しました。

LiFePO4 はカンラン石族 (トリフィライト) の天然鉱物です。 Arumugam Manthiram と John B. Goodenough は、リチウム イオン電池の正極材料のポリアニオン クラスを電池材料として使用しました。その後、LiFePO4 は、1996 年に Padhi らによって、電池で使用するためのポリアニオン クラスに属するカソード材料として利用されました。 LiFePO4 からのリチウムの可逆的な抽出と FePO4 へのリチウムの挿入が実証されました。低コスト、無毒性、自然に豊富な鉄、優れた熱安定性、安全特性、電気化学的性能、および比容量 (170 mA·h/g または 610 C/g) により、市場でかなりの支持を得ています。 .

商用化への主な障壁は、その本質的に低い電気伝導率でした。この問題は、粒子サイズを小さくするか、カーボン ナノチューブなどの導電性材料で LiFePO4 粒子をコーティングするか、またはその両方によって克服されました。このアプローチは、Michel Armand と彼の同僚によって開発されました。 Yet Ming Chiang のグループによる別のアプローチは、LFP にアルミニウム、ニオブ、ジルコニウムなどの材料の陽イオンをドーピングすることで構成されていました。初期のリチウムイオン電池では、石油コークスで作られた負極 (アノード、放電時) が使用されていました。後のタイプは、天然または合成グラファイトを使用していました。

リチウム(Lithium)とリン(Phosphate)の特性

リチウム(Lithium)（原子記号：Li、原子番号：3）は、原子量6.94のブロックS、グループ1、Period 2元素です。各リチウムシェルの電子数は(2,1)であり、電子構成は(He)2s1です。リチウム原子の半径は152pmで、ファンデルワールス半径は181pmです。リチウムは1817年にJohann Arvedsonによって発見され、1821年にWilliam Thomas Brandeによって最初に分離されました。リチウムという名前の起源は、「石」を意味するギリシャ語の言葉であるlithoseに由来しています。リチウム(Lithium)はアルカリ金属グループのメンバーです。周期律表のすべての元素の比熱および電気化学的電位が最も高く、室温で固体の元素の中で最も密度が低いです。元素リチウム(Lithium)は他の金属に比べて沸点が最も低いです。元素の形のリチウムは、ナイフで切れるほど柔らかいです。銀白色の外観は、空気にさらされるとすぐに暗くなります。反応性が高いため、元素リチウム(Lithium)は自然では発生しません。リチウムはリチウムイオン電池技術の重要な要素であり、電子製品でますます広く使用されています。

リン(Phosphorus)（原子記号：P、原子番号：15）は、ブロックP、15族、3基元素です。リン(Phosphorus)の各殻の電子の数は2、8、5、電子配列は(Ne) 3s2 3p3です。リン(Phosphorus)原子の半径は110.5.pm、ファンデルワールス(Van der Waals)半径は180pmです。リン(Phosphorus)は、白リンと赤リンという2つの主要な同素体を持つ高反応性非金属元素（時には準金属とみなされる）で、黒色の薄片状が黒鉛炭素に似ています。リンの化合物形態には、リン酸塩およびリン酸塩が含まれます。リンは1669年にHennig Brandによって元素として最初に発見されました。

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