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Lithium

> SYMBOLE Li
> NUMÉRO ATOMIQUE 3
> MASSE ATOMIQUE 6,941u
3
Li
6,941

Groupe

1

Famille

Métaux alcalins

État physique naturel

Solide

Étymologie

Vient du grec lithos qui signifie pierre.

Découverte

Identifié en 1817 par le suédois Johan August Arfwedson.

Propriétés et généralités

Le lithium est le plus léger des métaux alcalins. C’est un métal mou qui s’oxyde rapidement au contact de l’air et de l’eau. Le lithium n’existe pas à l’état natif, à cause de sa grande réactivité, mais sous forme de traces dans certains minéraux comme les pegmatites, le spodumène ou la pétalite. Il est important en physique nucléaire: la transformation des atomes de lithium en tritium a été une des premières réactions de fusion nucléaire artificielle.

Utilisations

Le lithium possède un haut potentiel électrochimique, ce qui explique son utilisation dans des batteries, en particulier pour des véhicules électriques: batteries lithium-ion et batteries lithium-ion-polymère. Des sels de lithium sont utilisés dans des traitements de troubles de l’humeur, comme les troubles bipolaires.

En savoir plus

Les principaux pays producteurs de lithium sont l’Australie, le Chili, l’Argentine et la Chine.

Les travaux de Jean-Marie Tarascon visent à inventer de nouvelles technologies pour le stockage de l'énergie et ainsi mieux gérer les ressources en énergie de la planète. On lui doit de nombreuses avancées dans la synthèse de nouveaux matériaux d'électrodes et d'électrolytes pour batteries, dans l'étude des mécanismes réactionnels du lithium et le développement de nouvelles configurations de batteries. (Médaille de l'innovation CNRS 2017 : Jean-Marie Tarascon, 2017, 3’, CNRS Images)
Réglage d'une expérience qui refroidit des vapeurs de lithium à de très basses températures, proches du zéro absolu. Comme l'électron, un des isotopes présent dans ces vapeurs est un fermion. L'expérience permet d'étudier les gaz de fermions ultrafroids, dont les étonnantes propriétés ne s’expliquent que grâce à la mécanique quantique. Les chercheurs les étudient pour comprendre une grande variété de systèmes, qui vont des métaux aux étoiles à neutrons. © Hubert RAGUET/LKB/CNRS Photothèque
Lithium métallique
Lithium métallique. © Wikimedia commons – Dnn87/CCA 3.0

Quoi de neuf dans les labos ?

L’extraordinaire développement des batteries lithium-ion montre qu’elles sont au cœur de la transition énergétique. Cependant, l’épuisement des ressources en lithium pousse la communauté scientifique vers l’utilisation d’ions autres que le lithium.

Des chercheurs du Laboratoire de Chimie de Coordination (CNRS) et de l’Université de Toulouse ont synthétisé et isolé un dérivé organique du lithium sous une forme rare, les quatre atomes de lithium formant un plan carré, ouvrant la voie vers des synthèses sélectives.

Pour remplacer les électrolytes organiques liquides potentiellement inflammables des batteries Li-ion, des chercheurs ont mis au point une batterie à électrolyte solide à partir d’un borohydrure conducteur ionique et d’une anode nanocomposite à base d’hydrures métalliques de magnésium et de titane. Cette batterie présente une capacité de stockage élevée et réversible, et conserve 85% de sa valeur initiale pendant les 25 premiers cycles de charge/décharge.