탄산리튬 편집하기

[[파일:탄산리튬 구조식.png|썸네일|300픽셀|오른쪽|탄산리튬 구조식]]

'''탄산리튬'''(lithium carbonate , Lithiumcarbonat)은 흰색의 분말로 단사 결정계에 속한다.  화학식은 '''Li₂CO₃''', 화학식량은 73.89, 밀도는 2.11 g/cm3, 녹는점은 723 °C (1,333 °F; 996 K)이다. 리튬염 용액에 탄산나트륨이나 암모니아 알칼리성으로 탄산암모늄을 가하면 백색 침전으로 얻어진다. 진공 속에서 600℃까지 가열해도 안정적이며 더욱 고온에서는 분해하면서 용해한다. 분해압 17.4mm/900℃, 134.4mm/1100℃. d0 2.11. 용해도는 물 0℃, 1.54g/100g ; 100℃, 0.73g/100g : 에탄올에 녹지 않는다. 수용액은 알칼리성이며 가수 분해 상수 4.35×10-4이다.

탄산리튬은 국내에서 조울병의 예방 및 치료 용도로 승인되었으며 공업 화학에서 도자기 유약, 촉매 등의 용도로도 사용된다. 리튬의 정확한 기전은 알려지지 않았지만 뉴런과 근육세포에서 카테콜아민 및 나트륨 이온 수송의 뉴런 내 대사를 변화하여 작용을 나타낸다. 경도에서 중등도 중독은 구역, 구토, 설사, 탈수, 안구진탕, 떨림을 유발할 수 있다. 반사항진, 톱니바퀴경축, 조화운동불능, 초조, 착란, 졸음증이 흔하다. 서맥, T-파 이상, 호흡저하도 일어날 수 있다. 중증의 심혈관 질환이 있거나 신장 질환, 나트륨 고갈 환자, 임산부에는 투여하면 안된다. 리튬 독성은 혈청 농도와 매우 밀접한 관련이 있고 치료 용량을 투여할 때에도 독성이 발생할 수 있으므로 혈청 농도를 모니터링 한다.

== 2차전지 양극재용 탄산리튬 ==
[[리튬]] 2차전지 시장이 IT용 배터리 시장을 넘어, [[전기자동차]], [[에너지 저장장치[[(ESS) 등으로 시장을 확대하면서, 핵심 원료인 [[리튬]]에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 자원 외교에 앞장섰던 지난 MB정부에서는 볼리비아, 아르헨티나 등 리튬 보유국을 중심으로 리튬 확보에 적극성을 보이기도 했다. 그럼, 리튬은 어떤 물질이며, 어떻게 활용되고 있을까?

리튬은 주기율표 제1족에 속하는 가장 가벼운 알칼리금속원소이다. 원소기호로는 Li로 쓰며, 원자번호 3, 원자량 6.941, 녹는점 180.54℃, 끊는점 1347℃, 비중 0.534를 갖는다. 칼륨(K), 나트륨(Na) 다음으로 반성이 커서 상온에서 물과 반응한다. 리튬(Lithium, 문화어: 리티움)은 돌을 뜻하는 그리스어 리토스(λίθος, líthos)에서 이름이 유래되었는데, 이유는 나트륨이나 칼륨과는 달리 광석에서 처음으로 발견했기 때문이다. 무르고 은백색이며 부식을 유발한다. 합금으로 열전달이나 전지 등에 사용할 수 있으며, 미네랄 오일에는 리튬 염의 형태로 첨가되어 있는 경우가 많다.

리튬은 전통적으로 세라믹 및 유리, 윤활유(그리스), 알루미늄, 공기청정, 주조, 고무 및 내열플라스틱, 제약용 등에 쓰인다. 리튬은 탄산리튬(Li₂CO₃), 수산화리튬(LiOH), 금속리튬(Metallic Li) 등 다양한 형태로 공급되며, 현재 리튬 관련 제품 중에서 가장 많이 생산되고 소비되는 제품이 바로 탄산리튬이다.

탄산리튬은 [[알루미늄]]을 제련할 때 [[불화리튬]]으로 변화하여 융점을 낮춰 생산성을 향상시키고, 전력소비를 절감시키는 역할을 한다. 또한 요업분야에서도 소량을 리튬을 첨가해 융점을 낮추고 열팽창과 점도를 낮춰주며 독성화학물질의 영향을 경감시키는 이점을 얻을 수 있어 여러가지 광석과 탄산리튬이 첨가된다. 이외에도 브라운관 첨가제, 내열자기, 내열유리의 배합제, 의약품 등에 사용된다.<ref> 〈[http://www.sneresearch.com/_new/html/sub/sub2/sub2_04_view.php?cate_id=&bbsId=3874&tbl=bbs 이차전지 양극재용 탄산리튬 이해]〉, 《SNE리서치》, 2013-08-12</ref> 

[[2차전지]]에서 양극재의 원료로 사용되는 리튬은 탄산리튬과 [[수산화리튬]]으로 나뉘는데 그동안 2차전지 업계에서는 탄산리튬을 주원료로 하는 양극재를 주로 생산해왔으나, 전기자동차의 주행거리를 늘리기 위한 2차전지 기술이 발전하면서 [[니켈]] 함유량 80% 이상의 양극재가 개발되고 이에 쓰이는 수산화리튬의 수요가 점차 늘어나고 있는 추세다. 전체 리튬 수요 중 2018년 13.4%에 불과하던 수산화리튬 비중은 High Ni 계열 EV용 배터리 채용 확산으로 2025년 41.4%까지 확대될 전망이다. 수산화리튬 공급 부족분은 탄산리튬을 수산화리튬으로 재가공한 물량으로 채워지다 수산화리튬 설비 신증설 계획이 나오며 점진적으로 해소될 것으로 전망된다.<ref>변국영 기자,〈[http://www.energydaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=102450 (이슈) 리튬을 둘러싼 논쟁]〉, 《에너지데일리》, 2019-09-30</ref> 

또 [[폐배터리]]를 재활용해 탄산리튬을 회수하는 기술을 [[두산중공업]]이 개발했다. 폐배터리에서 탄산리튬을 추출하기 위해서는 열처리, 산침출(산성 용액으로 재료를 녹이는 작업), 결정화 공정을 거치는데 이 과정에서 일반적으로 황산 등 화학물질이 사용된다. 두산중공업은 독자 개발한 친환경 공법을 통해 2021년 하반기부터 연간 1500톤 규모의 사용 후 배터리를 처리할 수 있는 설비 실증을 추진하고 순도 99%의 탄산리튬을 생산할 예정이다.<ref>안옥희 기자, 〈[https://magazine.hankyung.com/business/article/202106306177b 다 쓴 배터리에서 금맥 캔다 포스코·두산중공업도 뛰어든 600조원 시장]〉, 《매거진한경》, 2021-07-05</ref> 

{{각주}}

== 참고자료 ==
* 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=2313595&cid=60227&categoryId=60227 탄산리튬]〉, 《화학대사전》
* 〈[https://terms.naver.com/entry.naver?docId=6124641&cid=60409&categoryId=67305 탄산리튬]〉, 《네이버 지식백과》
* 안옥희 기자, 〈[https://magazine.hankyung.com/business/article/202106306177b 다 쓴 배터리에서 금맥 캔다 포스코·두산중공업도 뛰어든 600조원 시장]〉, 《매거진한경》, 2021-07-05
* 변국영 기자,〈[http://www.energydaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=102450 (이슈) 리튬을 둘러싼 논쟁]〉, 《에너지데일리》, 2019-09-30
* 〈[http://www.sneresearch.com/_new/html/sub/sub2/sub2_04_view.php?cate_id=&bbsId=3874&tbl=bbs 이차전지 양극재용 탄산리튬 이해]〉, 《SNE리서치》, 2013-08-12

== 같이 보기 ==
* [[탄산]]
* [[리튬]]
* [[수산화리튬]]

{{화합물|검토 필요}}