리튬이온(Li⁺, Li-ion)은 가장 가벼운 금속으로 배터리 사용 시간이 길고, 무게가 가볍다. 휴대전화, 휴대 기기, 전기자동차 배터리에 사용된다. 니켈 배터리보다 에너지 밀도가 높고, 완전 충전 혹은 방전할 필요가 없이 필요 시에 따라 충전할 수 있다. 친환경적으로 메모리 효과 현상이 없으나, 고온의 열 발생으로 폭발할 수도 있으니 주의해야 한다.
리튬이온은 -520kJ/mol로 알칼리 메탈 중에서 가장 높은 수화 엔탈피를 가지고 있으며, 이로 인해 물 속에선 완전히 수화물이 되어 물 분자를 강하게 끌어들인다. 이때 리튬이온은 주위에 두 개의 H₂O 분자층을 형성하는데, 가까운 층은 4개의 물 분자로 이루어지고, 이 분자층은 수소 결합을 통해 바깥쪽의 다른 분자들과 다시 연결된다. 이렇게 수소화한 리튬이온의 지름은 질량은 더 높지만, 수소 분자를 이만큼 세게 끌어당기지 않는 루비듐이나 세슘의 수소화 이온보다도 더 커진다.
리튬전지는 산화 코발트 리튬과 같은 산화 금속 리튬이 음극이 되고, 흑연이나 다른 리튬이온을 포함한 화합물이 양극을 형성하는 리튬이온 배터리와 혼동할 수가 있다.
참고자료
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