리튬, 미래 에너지의 핵심 원소

리튬, 미래 에너지의 핵심 원소

리튬은 주기율표에서 가장 가벼운 알칼리 금속으로, 다양한 산업 분야에서 사용되는 중요한 원소 중 하나이다. 특히, 리튬 이온 배터리에는 필수적인 소재로, 전기차, 태양광 발전 등 친환경 에너지 산업의 성장 동력으로 사용할 수 있는 핵심적인 물질이다.

그래서 미래 에너지의 핵심 원소인 리튬에 대해서 알아보면 다음과 같다.

1. 리튬은 어떤 화학물질 인가?

리튬은 원소기호 Li, 원자번호 3인 화학 원소이며, 1817년 스웨덴의 화학자인 요한 아르프베드손(Johan Arfwedson)이 발견했다.

주기율표에서 1족에 속하며, 가장 가벼운 알칼리 금속이다. 은백색의 광택을 띠며, 물과 쉽게 반응하여 수소 기체를 발생시킨다.

리튬은 자연계에 매우 희귀한 원소로, 지각에 존재하는 양은 0.0067%에 불과하다. 주요 산출국은 중국, 아르헨티나, 호주, 칠레 등이다.

리튬은 이차전지 제조에 없어서는 안 될 핵심 소재이며, 배터리를 구성하는 요소에는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등 4가지가 있는데, 이 중에서도 배터리의 용량과 전압을 좌우하는 양극재의 핵심 소재가 바로 리튬이라는 물질이다.

2. 리튬 물질정보 및 용도

리튬은 다양한 산업 분야에서 사용되며, 가장 중요한 용도는 리튬 이온 배터리이다. 리튬 이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전기차 등에서 사용되는 고성능 배터리로, 리튬의 높은 전기 전도성과 저렴한 가격으로 인해 널리 사용되고 있다.

이외에도 리튬은 유리, 세라믹, 합금, 연료 등 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 친환경 에너지 산업의 핵심 원소로, 그 중요성이 더욱 커질 것으로 전망되고 있다.

3. 리튬의 종류

리튬 자체의 CAS 번호는 7439-93-2이지만, 실제로 산업 및 실험 현장에서 사용되는 리튬은 대부분 화합물 형태로 존재하며, 특정 화합물에 따라 각각 다른 CAS 번호를 가지고 있다.

그리고 리튬은 주기율표에서 가장 가벼운 알칼리 금속으로, 리튬의 종류는 크게 원소 리튬과 리튬 화합물로 나눌 수 있다.

원소 리튬은 은백색의 광택을 띠며, 물과 쉽게 반응하여 수소 기체를 발생시키며, 지각에 존재하는 양은 매우 적어, 주요 산출국은 중국, 아르헨티나, 호주, 칠레 등이다.

리튬 화합물은 리튬과 다른 원소가 결합한 형태로, 다양한 용도로 사용되고 있으며, 대표적인 리튬 화합물로는 수산산화 리튬, 탄산 리튬, 염화리튬, 플루오린화 리튬 등이 있다.

3-1. 수산화 리튬 (LiOH)

리튬 이온 배터리의 양극재로 사용되며, 유리, 세라믹, 합금 등의 제조에도 사용된다.

3-2. 탄산 리튬 (Li2 CO3)

탄산 리튬은 리튬 이온 배터리, 세라믹, 특수 유리, 윤활제 및 화합물 합성과 같은 다양한 응용 분야에 사용된다.

3-3. 염화리튬 (LiCl)

리튬 이온 배터리의 전해질로 사용되며, 합금, 화약, 제지 등의 제조에도 사용된다.

3-4. 플루오린화 리튬(Lithium fluoride)

화합물의 구조는 염화나트륨과 비슷하며, 주로 용융염의 구성 성분으로 사용된다.

이외에도 리튬과 다른 원소가 결합한 다양한 리튬 화합물이 존재한다.

 

4. 리튬의 유해성과 위험성

리튬은 자연계에 매우 희귀한 원소로, 지각에 존재하는 양은 0.0067%에 불과 하지만 리튬의 생산과 사용 과정에서 발생할 수 있는 유해성과 위험성에 대한 관심이 높아지고 있다.

리튬의 주요 유해성과 위험성으로는 부식성, 독성, 폭발성, 화재 및 폭발, 건강 유해성 등이 있다.

➊ 부식성

리튬은 물과 쉽게 반응하여 수소 기체를 발생시키고, 피부와 눈에 부식성 손상을 일으킬 수 있다.

➋ 독성

리튬은 섭취 시 신장, 심장, 뇌 등에 손상을 일으킬 수 있다.

➌ 폭발성

리튬은 공기와 접촉하면 자연 발화될 수 있으며, 가열하면 폭발할 수 있으며, 특히, 리튬 이온 배터리는 충전 또는 방전 과정에서 열이 발생할 수 있어 화재 또는 폭발의 위험이 있다.

➍ 건강 유해성

리튬은 흡입, 섭취, 피부 접촉을 통해 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있으며, 리튬에 노출된 경우 구토, 설사, 두통, 근육 경련, 혼수상태 등의 증상이 나타날 수 있다.

리튬 MSDS검색

 

안전보건공단 화학물질정보 | 메인

향후 리튬은 전기차, 태양광 발전 등 친환경 에너지 산업의 성장으로 인해 수요가 증가할 것으로 예상되며, 친환경 에너지 산업의 핵심 원소로, 그 중요성이 더욱 커질 것으로 전망되고 있다.