リチウム

アルカリ金属は、その主元素にちなんでリチウム族とも呼ばれます。他のアルカリ金属（ナトリウム（Na）、カリウム（K）、ルビジウム（Rb）、セシウム（Cs）、フランシウム（Fr））と同様に、リチウムは価電子を1つ持ち、溶媒の存在下では容易に放出されてLi ⁺を形成します。^{[ 11 ]}このため、リチウムは熱と電気の良導体であり、化学的に反応性がありますが、アルカリ金属の中では最も反応性が低いです。リチウムの反応性が低いのは、価電子が原子核に近いためです（残りの2つの電子は1s軌道にあり、エネルギーがはるかに低く、化学結合には関与しません）。^{[ 11 ]}溶融リチウムは固体リチウムよりも著しく反応性が高いです。^{[ 12 ] [ 13 ]}

リチウム金属はナイフで切れるほど柔らかい。銀白色をしている。空気中で酸化して酸化リチウムになる。^{[ 11 ]}融点は180.50 ℃ （453.65K 、356.90 °F）^{[ 14 ]}、沸点は1,342 ℃（1,615K 、2,448 °F）^{[ 14 ]}で、いずれもアルカリ金属の中で最も高い。      

リチウムは標準状態において、すべての金属の中で最も密度が低い（0.534 g/cm ^{3 ） [ 15 ]} 。リチウムは最も軽い炭化水素油に浮くことができ、水に浮くことができる3つの金属のうちの1つであり、他の2つはナトリウムとカリウムである。

リチウムの熱膨張係数はアルミニウムの2倍、鉄のほぼ4倍である。^{[ 16 ]}リチウムは標準圧力で400 μK以下で超伝導性を示し^{[ 17 ]}、さらに高い温度（9 K以上）で超高圧（>20 GPa）でも超伝導性を示す。^{[ 18 ]} 70 K以下の温度では、リチウムはナトリウムと同様に拡散のない相変化を起こす。4.2 Kでは菱面体晶系（9層の繰り返し間隔）を持ち、それ以上の温度では面心立方、次に体心立方へと変化する。液体ヘリウム温度（4 K）では菱面体構造が優勢である。^{[ 19 ]}高圧下ではリチウムの複数の同素体が確認されている。^{[ 20 ]}

リチウムの質量比熱容量は3.58キロジュール/キログラムケルビンで、すべての固体の中で最も高い。^{[ 21 ] [ 22 ]}このため、リチウム金属は熱伝達用途の冷却材としてよく使用される。^{[ 21 ]}

天然に存在するリチウムは、^6Liと^{7Liの2つの安定}同位体から構成されており、後者の方がより豊富です（天然存在比95.15% ）。^{[ 23 ] [ 6 ]}どちらの天然同位体も、核子あたりの核結合エネルギーが異常に低い（周期表上の隣接する元素であるヘリウムとベリリウムと比較して）。リチウムは、核分裂によって正味のエネルギーを生成できる唯一の番号の小さい元素です。2つのリチウム原子核は、水素-1、重水素、ヘリウム-3以外の他の安定核種よりも核子あたりの結合エネルギーが低くなっています。^{[ 24 ]}このため、リチウムは原子量が非常に軽いにもかかわらず、太陽系では最初の34の化学元素のうち28よりも一般的ではありません。^{[ 8 ]} 7つの放射性同位体が特性評価されており、最も安定なのは半減期838 msの⁸ Liと半減期178 msの⁹ Liである。残りの放射性同位体はすべて半減期が8.6 msより短い。リチウムの最も寿命の短い同位体は^{4 Liで、}陽子放出によって崩壊し、半減期は7.6 × 10 ⁻²³秒である。^{[ 25 ]} 6 Li同位体は、陽子の数と中性子の数の両方が奇数である5つの安定核種の1つであり^、他の4つの安定奇奇核種は水素-2、ホウ素-10、窒素-14、タンタル-180mである。^{[ 26 ]}  

リチウム同位体は、鉱物形成（化学的沈殿）、代謝、イオン交換など、さまざまな自然過程において大きく分別される。^{[ 27 ]}リチウムイオンは粘土鉱物の八面体サイトでマグネシウムと鉄を置換し、⁶ Li が⁷ Li よりも優先されるため、超濾過や岩石変質の過程で軽い同位体が濃縮される。エキゾチックな¹¹ Li は、3 個の陽子と 6 個の中性子からなる原子核の周りを 2 個の中性子が周回する中性子ハローを示すことが知られている。レーザー同位体分離として知られるプロセスは、リチウム同位体、特に^{7 Li を6} Liから分離するために使用できる。 ^{[ 28 ]}

核兵器製造やその他の核物理学応用は、人工リチウム分画の主要な原因であり、軽同位体である⁶ Li が産業界や軍事備蓄に保持される程度に、河川などの天然資源における⁶ Li と^{7 Li の比率にわずかではあるが測定可能な変化を引き起こしている。このため、リチウムの標準}原子量には異常な不確実性が生じている。これは、この量が、市販のリチウム鉱物資源で入手可能なこれらの天然に存在する安定リチウム同位体の天然存在比に依存するためである。^{[ 29 ]}

リチウムの安定同位体はどちらもレーザー冷却が可能であり、最初の量子縮退ボーズ・フェルミ混合の生成に使用された。^{[ 30 ]}

リチウム7は、宇宙の歴史のごく初期に、ビッグバン元素合成と呼ばれるプロセスで核反応によって生成されました。リチウムの相対量は、水素やヘリウムの同位体に比べて少なかったです。他に生成された元素はベリリウム7のみで、これはリチウム7に崩壊しました。測定されたリチウムの存在量は元素合成モデルとよく一致せず、「宇宙論的リチウム問題」と呼ばれる問題があります。これが実験測定の難しさによる問題なのか、理論の側面による問題なのかは不明です。リチウム7は宇宙線、古典新星、超新星反応、および恒星内部で生成および消滅する可能性があるため、原始リチウムの存在量の測定は複雑です。リチウム6を生成する既知の唯一のメカニズムは、宇宙線相互作用によるものです。^{[ 32 ]}

リチウムは褐色矮星準恒星にも見られます。リチウムは低温で質量の小さい褐色矮星に存在しますが、高温の赤色矮星では破壊されるため、星のスペクトルにおけるリチウムの存在は、リチウムテストでそれらを区別するために使用できます。^{[ 33 ] [ 34 ]}特定の赤色巨星も高濃度のリチウムを含むことがあります。このリチウムについては、伴星からリチウムを引き抜くなど、さまざまな原因が提案されています。^{[ 35 ] [ 36 ]}

リチウムは地球上に広く分布しているが、反応性が高いため、元素の形で自然に存在することはない。^{[ 11 ]}海水中のリチウムの総量は非常に多く、2300億トンと推定されており、リチウムは0.14～0.25 ppm（百万分率）^{[ 37 ] [ 38 ]}または25マイクロモル[ ^{39 ]という}比較的一定の濃度で存在している。熱水噴出孔付近では、7 ppmに近い高濃度が見られる。^{[ 38 ]}

地殻中のリチウム含有量の推定値は、重量比で20～70 ppmです。^{[ 40 ] [ 41 ]}その名の通り、リチウムは火成岩のごく一部を占め、花崗岩に最も多く含まれています。花崗岩質ペグマタイトは、リチウム含有鉱物の最も豊富な供給源でもあり、スポジュメンとペタライトが最も商業的に採算の取れる供給源です。^{[ 40 ]}リチウムのもう1つの重要な鉱物はレピドライトですが、これは現在、ポリリチオナイトとトリリチオナイトからなる一連の鉱物の古い名称です。^{[ 42 ] [ 43 ]}リチウムのもう1つの供給源はヘクトライト粘土で、現在活発に開発されているのは米国ウェスタン・リチウム社のみです。^{[ 44 ]} 地殻1kgあたり20mgのリチウム^{[ 45 ]}は、 31番目に豊富な元素です。^{[ 46 ]}

『リチウムと天然カルシウムのハンドブック』によると、「リチウムは比較的希少な元素であり、多くの岩石や一部の塩水に含まれていますが、常に非常に低濃度です。リチウム鉱物と塩水鉱床はかなり多く存在しますが、実際のまたは潜在的な商業的価値があるものは比較的少数です。多くは非常に小規模であり、その他は品位が低すぎます。」^{[ 47 ]}

チリは推定（2020年）で圧倒的に最大の埋蔵量（920万トン）を有しており^{[ 48 ]} 、オーストラリアは年間生産量が最も多い（4万トン）^{[ 48 ]} 。リチウムの最大埋蔵量基地の1つ^{[注1 ]}はボリビアのウユニ塩湖地域にあり、540万トンである。その他の主要供給国にはアルゼンチンと中国がある^{[ 49 ] [ 50 ]} 。 2015年現在、チェコ地質調査所はチェコ共和国の鉱石山地全体をリチウム鉱床地域とみなしている。5つの鉱床が登録されており、チノヴェツ近郊の1つは潜在的に経済的に採算の取れる鉱床とみなされており、リチウム埋蔵量は16万トンである^{[ 51 ]} 。 2019年12月、フィンランドの鉱業会社Keliber Oyは、ラパサーリ・リチウム鉱床の推定確定埋蔵量と推定埋蔵量が528万トンであると報告した^{[ 52 ] 。}

2010年6月、ニューヨーク・タイムズは、アメリカの地質学者がアフガニスタン西部の乾​​燥した塩湖で地表調査を行っており、そこに大量のリチウム鉱床が存在すると考えていると報じた。^{[ 53 ]}これらの推定は「主に1979年から1989年にかけてのソ連によるアフガニスタン占領中に収集された古いデータに基づいている」 ^{[ 54 ]}。国防総省は、アフガニスタンのリチウム埋蔵量はボリビアの埋蔵量に匹敵すると推定し、潜在的な「リチウムのサウジアラビア」と呼んだ。^{[ 55 ]}イギリスのコーンウォールでは、この地域の歴史的な鉱業のおかげでリチウムを豊富に含む塩水の存在がよく知られており、民間投資家がこの地域での潜在的なリチウム抽出を調査するためのテストを実施している。^{[ 56 ] [ 57 ]}

リチウムは、多くの植物、プランクトン、無脊椎動物に微量に存在し、その濃度は 69 ～ 5,760 ppbです。脊椎動物では濃度はやや低く、ほぼすべての脊椎動物の組織と体液には 21 ～ 763 ppb のリチウムが含まれています。^{[ 38 ]}海洋生物は陸上生物よりもリチウムを生物濃縮する傾向があります。^{[ 58 ]}これらの生物のいずれかにリチウムが生理的な役割を果たしているかどうかは不明です。^{[ 38 ]}人間の組織中の リチウム濃度は平均約 24 ppb (血液中 4 ppb 、骨中1.3 ppb ) です。^{[ 59 ]}

リチウムは植物に容易に吸収され^{[ 59 ]}、植物組織中のリチウム濃度は通常約1 ppmである^{[ 60 ]}。植物科 によっては、他の科よりも多くのリチウムを生物濃縮するものがある^{[ 60 ]} 。例えば、ナス科（ジャガイモやトマトを含む）の植物の乾燥重量中のリチウム濃度は30 ppmにも達するが、トウモロコシの穀粒では0.05 ppbまで低下することがある^{[ 59 ]}。 ミネラルが豊富な土壌中のリチウム濃度に関する研究では、約0.1～50～100 ppmの範囲で、100～400 ppmにも達する濃度もあるが、そのすべてが植物に吸収される可能性は低い^{[ 60 ]} 。リチウムの蓄積は、植物の必須栄養素組成 に影響を与えないようである^{[ 60 ]} 。リチウムに対する耐性は植物種によって異なり、通常はナトリウムに対する耐性と並行している。例えば、トウモロコシやローズグラスはリチウムによる障害に対して非常に耐性があるが、アボカドや大豆は非常に敏感である。^{[ 60 ]}同様に、リチウム濃度が5 ppmの場合、一部の種（例えば、アジア米やヒヨコマメ）では種子の発芽が減少するが、他の種（例えば、大麦や小麦）では減少しない。^{[ 60 ]}

リチウムの主要な生物学的効果の多くは、他のイオンとの競合によって説明できる。^{[ 61 ]} 一価のリチウムイオンLi ⁺リチウムは、ナトリウム（周期表でリチウムのすぐ下に位置する）などの他のイオンと競合します。ナトリウムもリチウムと同様に一価のアルカリ金属です。リチウムは、イオン半径（86 pm）がリチウムイオン（90 pm）とほぼ同じである二価のマグネシウムイオンとも競合します^{[ 61 ]}。ナトリウムを細胞膜を介して輸送するメカニズムは、リチウムも輸送します。たとえば、ナトリウムチャネル（電圧依存性および上皮性）は、リチウムの主要な侵入経路です^{[ 61 ]} 。 リチウムイオンは、リガンド依存性イオンチャネルを透過するだけでなく、核膜とミトコンドリア膜の両方を通過することもできます^{[ 61 ]}。ナトリウムと同様に、リチウムはカリウムチャネルとカルシウムチャネル に入り込み、部分的に遮断することができます（ただし、透過はしません）^{[ 61 ]}。

リチウムの生物学的効果は多岐にわたりますが、その作用機序は部分的にしか解明されていません。^{[ 62 ]} 例えば、双極性障害の患者にリチウムを投与した研究では、他の多くの効果の中でも、リチウムがこれらの患者のテロメア短縮を部分的に逆転させ、ミトコンドリア機能も増加させることが示されていますが、リチウムがこれらの薬理効果をどのように生み出すのかは解明されていません。^{[ 62 ] [ 63 ]}

リチウムは水と容易に反応するが、他のアルカリ金属に比べてその反応性は著しく低い。反応により水素ガスと水酸化リチウムが生成される。^{[ 11 ]}リチウム化合物は炎にかざすと鮮やかな深紅色を発するが、金属が激しく燃焼すると炎は輝く銀色になる。リチウムは水または水蒸気に触れると酸素中で発火して燃焼する。湿った空気中では、リチウムは急速に変色して水酸化リチウム（LiOH および LiOH·H ₂ O）、窒化リチウム（Li ₃ N）、炭酸リチウム（Li ₂ CO _{3 、LiOH と}CO ₂の二次反応の結果）の黒い被膜を形成する。^{[ 40 ]}リチウムは窒素ガスと反応する数少ない金属の 1 つである。^{[ 91 ] [ 92 ]}

水、特に窒素との反応性が高いため、リチウム金属は通常、炭化水素系シーラント、多くの場合ワセリンの中に保管されます。より重いアルカリ金属は鉱物油の中に保管できますが、リチウムは密度が低すぎてこれらの液体に完全に浸ることができません。^{[ 35 ]}

リチウムはマグネシウムと対角線上の関係にあり、マグネシウムは原子半径とイオン半径が類似した元素である。両金属の化学的類似点としては、N₂との反応による窒化物の形成_、酸化物（ Li ）の形成などが挙げられる。₂ O) および過酸化物 (Li )₂ O_{2 ) O 2}で燃焼すると、溶解度が類似した塩類、炭酸塩と窒化物の熱不安定性。 ^{[ 40 ] [ 93 ]}金属は高温で水素ガスと反応して水素化リチウム(LiH) を生成します。 ^{[ 94 ]}

リチウムは、主族元素と直接反応して、さまざまな二元系および三元系材料を形成します。これらのツィントル相は、共有結合性が高いものの、Si ₄ ^4-、P ₇ ^3-、Te ₅ ^2-などの多原子陰イオンの塩と見なすことができます。グラファイトと反応す​​ると、リチウムはさまざまな層間化合物を形成します。^{[ 93 ]}

_{アンモニア（およびアミン）に溶解して[Li(NH 3} ) ₄ ] ⁺と溶媒和電子を生成する。^{[ 93 ]}

リチウムは、すべてのハロゲン化物および擬ハロゲン化物と塩のような誘導体を形成します。例としては、ハロゲン化物LiF、LiCl、LiBr、LiI 、擬ハロゲン化物および関連する陰イオンなどが挙げられます。炭酸リチウムは、リチウムの最も重要な化合物として説明されています。^{[ 93 ]}この白色固体は、リチウム鉱石の選鉱 の主要製品です。セラミックやリチウム電池の材料など、他の塩の前駆体でもあります。

化合物LiBH₄とLiAlH₄は有用な試薬。これらの塩や他の多くのリチウム塩は、より重いアルカリ金属の塩とは対照的に、エーテルに対する溶解度が非常に高い。

水溶液中では、多くのリチウム塩において配位錯体[Li(H₂O ₎ ₄ _] ⁺^が優勢となる。アミンやエーテルとの関連錯体も知られている。

有機リチウム化合物は数多く、有用である。これらは炭素とリチウムの間に結合が存在することで定義される。これらは金属安定化カルバニオンとして機能するが、その溶液および固体構造は、この単純な見方よりも複雑である。^{[ 95 ]}したがって、これらは非常に強力な塩基および求核剤である。これらはまた、製薬業界で不斉合成にも応用されている。実験室での有機合成のために、多くの有機リチウム試薬が溶液の形で市販されている。これらの試薬は反応性が高く、時には自然発火性である。

無機化合物と同様に、リチウムのほとんどすべての有機化合物は形式的にはデュエット規則に従います（例：BuLi、MeLi）。しかし、配位溶媒や配位子がない場合、有機リチウム化合物は、多中心結合を特徴とし、リチウムの周りの配位数を増加させる二量体、四量体、六量体のクラスターを形成します（例：BuLiは実際には[BuLi] ₆であり、MeLiは実際には[MeLi] _{4です）。これらのクラスターは、}ジメトキシエタン（DME）などの溶媒やテトラメチルエチレンジアミン（TMEDA）などの配位子の存在下で、より小さな単量体ユニットに分解されます。 ^{[ 96 ]}デュエット規則の例外として、リチウムの周りに4つの電子を持つ2配位リチエート錯体、[Li(thf) ₄ ] ⁺ [((Me3Si ₎ 3C ₎ 2Li _] –^が結晶学的に特徴付けられています。^{[ 97 ]}

リチウムのイオンサイズが小さいため、鉱物結晶化の初期段階でリチウムが取り込まれることは困難です。その結果、リチウムは溶融相に留まり、そこで濃縮され、最終段階で固化します。このようなリチウム濃縮が、商業的に有望なリチウム鉱床のすべてに関係しています。塩水（および乾燥塩）も、Li ⁺の重要な供給源です。リチウムを含む鉱床や塩水の数は多いものの、そのほとんどは規模が小さいか、Li ⁺濃度が低すぎます。そのため、商業的価値があると思われるものはごくわずかです。^{[ 103 ]}

米国地質調査所（USGS）は、2022年と2023年の世界のリチウム埋蔵量をそれぞれ2600万トンと2800万トンと推定した。^{[ 49 ] [ 48 ]}世界のリチウム埋蔵量を正確に推定することは難しい。^{[ 104 ] [ 105 ]}その理由の1つは、ほとんどのリチウム分類スキームは固体鉱床用に開発されているのに対し、塩水は濃度や揚水効果の変動により、同じ分類スキームで処理するのが難しい流体である。 ^{[ 106 ]}

2019年、スポジュメンからのリチウムの世界生産量は 年間約8万トンで、主にグリーンブッシュのペグマタイトと、中国とチリのいくつかの産地から生産された。グリーンブッシュのタリソン鉱山は最大規模で、鉱石の品位も2.4% Li ₂ O（2012年のデータ）と最高であると報告されている。^{[ 107 ]}

2026年の炭酸リチウムの価格は1トンあたり1万ドル程度になるだろう。^{[ 130 ]}

リチウムとその化合物は、歴史的には硬岩から分離・抽出されていました。しかし、1990年代までに鉱泉、塩水池、塩水鉱床が主要な供給源となりました。^{[ 131 ]}これらのほとんどがチリ、アルゼンチン、ボリビアにあり、リチウムは蒸発プロセスによって塩水から抽出されます。^{[ 48 ]}マクダーミットカルデラ（米国ネバダ州）で開発中の大規模なリチウム粘土鉱床では、粘土鉱石からリチウムを浸出するために濃硫酸が必要です。^{[ 132 ]}

2021年初頭までに、世界中で採掘されたリチウムの大部分は、「オーストラリアやノースカロライナ州などの硬い岩盤層に含まれる鉱物であるスポジュメン」 ^{[ 133 ]}、またはチリ、アルゼンチン、アーカンソー州などの場所のように、地面から直接汲み上げられた塩水から得られたものであった。^{[ 133 ] [ 113 ] [ 118 ]}

チリのアタカマ塩湖では、池のシステムで太陽熱蒸発により塩水中のリチウム濃度が高められています。^{[ 113 ]}蒸発による濃縮プロセスには最大1年半かかる場合があり、その時点で塩水中のリチウム含有量は6%に達します。^{[ 113 ]}この例における最終処理は、沿岸都市アントファガスタ近郊のカルメン塩湖とラ・ネグラで行われ、塩水から純粋な炭酸リチウム、水酸化リチウム、塩化リチウムが生産されます。 ^{[ 113 ]}

直接リチウム抽出（DLE）技術は、塩水からリチウム塩を抽出するために長年使用されてきた蒸発技術の代替として開発されています。従来の蒸発技術は、長期間にわたるプロセスであり、広大な土地と大量の水を必要とし、大規模な大陸塩水にしか適用できません。これに対し、DLE技術は、塩水の蒸発を避けることで、環境面および技術経済面での欠点を克服することが提案されています。^{[ 134 ] [ 135 ]}米国の最近のリチウム採掘プロジェクトの中には、これらの非蒸発型DLEアプローチによってDLEを商業生産に導入しようとしているものがあります。^{[ 118 ]}

リチウムやその他の貴重な鉱物を直接抽出する方法の一つは、膜内に配置された電解槽を通して地熱かん水を処理することである。^{[ 136 ] [ 137 ]}

2020年には、海水（リチウムを百万分率0.2で含有）からリチウム化合物を抽出するために、電気透析と電気化学的インターカレーションの使用が提案された。 ^{[ 138 ] [ 139 ] [ 140 ] [ 141 ]}原理的には、膜内のイオン選択性セルは、電場または濃度差のいずれかを使用してリチウムを収集できる。^{[ 141 ]} 2024年には、酸化還元/電気透析システムが、従来の蒸発ベースのシステムよりも大幅なコスト削減、短い期間、および環境へのダメージの軽減を提供すると主張された。^{[ 142 ]}

リチウムの製造工程、特に特定の抽出工程の溶剤や採掘廃棄物は、環境や健康に危険をもたらす可能性がある。^{[ 143 ] [ 144 ] [ 145 ]}不適切なリチウム抽出は、水質汚染 により水生生物に致命的な影響を与える可能性がある。^{[ 146 ]} 地表塩水蒸発プロセスは、地表水の汚染、飲料水の汚染、呼吸器系の問題、生態系の劣化、景観の損傷を引き起こすことが知られており、^{[ 143 ]}アルゼンチン北西部などの乾燥地域では持続不可能な水消費（リチウム1トンあたり190万リットル）につながる可能性がある。^{[ 147 ] [ 143 ]} 蒸発による地表リチウム抽出の大量の副産物生成は、大量のマグネシウムや石灰廃棄物など、未解決の問題も引き起こしている。^{[ 148 ]}

リチウムは天然に存在するものの、再生不可能な資源であり、化石燃料からの脱却において極めて重要視されているが、その採掘プロセスは水資源の長期的な劣化を引き起こすとして批判されている。^{[ 149 ] [ 150 ]}アタカマ塩湖の南部では、リチウム生産会社アルベマール・リミターダが2024年に和解協定を結び、銅鉱山会社による取水と並んで先住民アタカメーニョ族の伝統的な土地にある乾燥した草原に寄与した淡水取水に対する賠償を行った。^{[ 151 ] [ 152 ] [ 153 ]}アルベマール・リミターダは弁明の中で、自社の取水量は近隣の銅鉱山会社に比べてごくわずかであると主張している。^{[ 154 ]}

米国では、露天掘りと山頂除去採掘が塩水抽出採掘と競合している。^{[ 155 ]} 環境上の懸念事項としては、野生生物の生息地の劣化、ヒ素やアンチモンによる汚染を含む飲料水の汚染、持続不可能な地下水位の低下、放射性ウラン副産物や硫酸排出を含む大量の採掘廃棄物などが挙げられる。^{[ 156 ] [ 157 ]}

2021年、リオ・ティント社によるセルビア西部でのリチウム鉱山建設に反対する大規模な抗議活動がセルビアで相次いで発生した。^{[ 158 ]} 2024年には、EUが支援するリチウム採掘プロジェクトがセルビアで大規模な抗議活動を引き起こした。^{[ 159 ]}

リチウム三角地帯（アルゼンチン、ボリビア、チリ）の塩湖に関連する動物種の中には、リチウム生産による地域生態系への被害によって特に脅かされているものがあり、アンデスフラミンゴ^{[ 160 ]}や、地元で「カラチ」として知られる小型魚のオレスティアス・パリナコテンシス^{[ 161 ]などが含まれる。}

アルゼンチンのリチウム採掘会社と先住民に関する報告によると、国家は必ずしも先住民の自由意思に基づく事前の情報提供と同意の権利を保護しておらず、採掘会社は一般的にコミュニティの情報へのアクセスを管理し、プロジェクトや利益分配に関する議論の条件を設定していたことが判明した。^{[ 147 ] [ 162 ]}

アルゼンチンのプナ地方では、2023年に2つの鉱山会社（ミネラ・エクサールとサレス・デ・フフイ）が37億リットル以上の淡水を汲み上げ、これはススケス県の地域社会の年間水消費量の31倍以上にあたる。^{[ 147 ]}

チリのアタカマ塩湖におけるリチウムを豊富に含む塩水の採掘は、地域社会との水利用をめぐる紛争を引き起こした。 ^{[ 160 ]}リカン・アンタイの先住民は、リチウム採掘に反対し、リチウム企業と利益共有のための交渉を行ってきた歴史がある。^{[ 163 ]}交渉は、チリが2008年に署名した先住民および部族民条約の枠組みの下で行われている。^{[ 163 ]}チリでは、「先住民組織とリチウム企業との間の合意は、地域社会の発展に多大な経済資源をもたらしたが、同時に鉱業が地域における社会統制の能力を拡大させた」と主張されている。^{[ 163 ]}

ジンバブエでは、2020年代初頭のリチウム価格の世界的な高騰が「リチウム熱」を引き起こし、地元住民の立ち退きや小規模零細鉱業者と大規模鉱山会社との紛争につながった。一部の地元農民は移転に同意し、補償に満足した。^{[ 164 ]}零細鉱業者は、首都ハラレ近郊の農村地帯ゴロモンジにあるサンダワナ鉱山の一部と私有のリチウム採掘権区域を占拠した。零細鉱業者はその後、ジンバブエ環境管理庁によってその地域が封鎖され閉鎖された後、立ち退きを命じられた。^{[ 165 ]}

米国ネバダ州のタッカーパス・リチウム鉱山の開発は、複数の先住民部族から抗議と訴訟を受けており、彼らは自由意思に基づく事前の情報提供同意を得られなかったこと、そしてこのプロジェクトが文化的で神聖な場所を脅かしていると主張している。 ^{[ 166 ]}また、資源採掘は先住民女性の失踪や殺害と関連しているため、このプロジェクトの開発が先住民女性に危険をもたらすという懸念も表明している。^{[ 167 ]}抗議者たちは2021年1月から鉱山予定地を占拠している。^{[ 168 ] [ 155 ]}

2026年には、世界のリチウム生産量の88%がリチウムイオン電池の製造に使用された。^{[ 130 ]}

リチウムイオン電池は、電気自動車、携帯電子機器、衛星などの動力源として、現代のテクノロジーに不可欠なものとなっています。 ^{[ 169 ] : 2 [ 170 ] : 2} 20世紀には、リチウムは高い電極電位のため、電池の電解質や電極の重要な構成要素となりました。^{[ 169 ] [ 171 ] : 3}リチウムを使用するその他の充電式電池には、リチウムポリマー電池やリン酸鉄リチウム電池などがあります。

リチウム化合物の2番目に大きな用途は、世界のリチウムの4%を占めるセラミックとガラスの製造です。^{[ 130 ]}酸化リチウムはシリカの加工用フラックスとして広く使用されており、材料の融点と粘度を下げ、熱膨張係数が低いなど、物理的特性が向上した釉薬につながります。 ^{[ 172 ] : 8}酸化リチウムを含む釉薬はオーブンウェアに使用されます。炭酸リチウム（Li ₂ CO ₃）は加熱すると酸化物に変化するため、この用途で一般的に使用されます。

リチウムの3番目に一般的な用途はグリースです。水酸化リチウムは強塩基であり、脂肪と一緒に加熱すると、ステアリン酸からステアリン酸リチウムなどの石鹸を生成します。リチウム石鹸は油を増粘させる能力があり、汎用高温潤滑グリースの製造に使用されます。^{[ 21 ] [ 173 ] [ 174 ]}

リチウム（例えば炭酸リチウムとして）は、流動性を高めるために連続鋳造モールドフラックススラグの添加剤として使用され、^{[ 176 ] [ 177 ]}この用途は世界のリチウム使用量の5%を占めています（2011年）。^{[ 49 ]}リチウム化合物は、鉄鋳造用の鋳物砂の添加剤（フラックス）としても使用され、脈状脈の発生を抑制します。^{[ 178 ]}

リチウム（フッ化リチウムとして）はアルミニウム製錬（ホール・エルー法）の添加剤として使用され、融点を下げて電気抵抗を増加させる^{[ 179 ]}。この用途は生産量の3％を占めている（2011年）。^{[ 49 ]}

金属リチウムは、溶接やはんだ付けのフラックスとして使用される際に、プロセス中の金属の融合を促進し[ ^{180 ] 、}不純物を吸収することで酸化物の形成を抑制します^{[ 181 ]}。アルミニウム、カドミウム、銅、マンガンとの合金は、高性能で低密度の航空機部品の製造に使用されます（リチウムアルミニウム合金も参照）。^{[ 182 ]}

リチウムは、電気電池やその他のデバイス用の電子部品におけるシリコンナノ溶接の完成度を高めるのに効果的であることがわかっています。^{[ 183 ]}

リチウム化合物は、赤い花火や照明弾の発色剤および酸化剤として使用されます。^{[ 21 ] [ 185 ]}

塩化リチウムと臭化リチウムは吸湿性があり、ガス流の乾燥剤として使用されます。 ^{[ 21 ]}水酸化リチウムと過酸化リチウムは、宇宙船や潜水艦などの密閉空間で二酸化炭素除去や空気浄化に最も一般的に使用される塩です。水酸化リチウムは炭酸リチウムを形成することで空気中の二酸化炭素を吸収し、軽量であるため他のアルカリ水酸化物よりも好まれます。

過酸化リチウム（Li ₂ O ₂）は、水分が存在すると二酸化炭素と反応して炭酸リチウムを生成するだけでなく、酸素も放出します。^{[ 186 ] [ 187 ]}反応は次のとおりです。

2 Li ₂ O ₂ + 2 CO ₂ → 2 Li ₂ CO ₃ + O ₂

前述の化合物の一部、および過塩素酸リチウムは、潜水艦に酸素を供給する酸素キャンドルに使用されています。これらには、少量のホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、チタン、マンガン、鉄も含まれる場合があります。^{[ 188 ]}

人工的に結晶として成長させたフッ化リチウムは透明で、IR、UV、VUV（真空紫外）用途の特殊光学によく使用されます。一般的な材料の中で最も低い屈折率を持ち、深紫外域で最も長い透過範囲を持っています。^{[ 189 ]}細かく粉砕したフッ化リチウム粉末は、熱ルミネセンス放射線量測定（TLD）に使用されています。このような試料に放射線を照射すると、結晶欠陥が蓄積され、加熱されると、吸収線量に比例する強度の青みがかった光を放出することで欠陥が解消され、線量を定量化することができます。^{[ 190 ]}フッ化リチウムは、望遠鏡の焦点レンズに使用されることがあります。^{[ 21 ] [ 191 ]}

ニオブ酸リチウムの高い非線形性は、非線形光学アプリケーションにも有用です。携帯電話や光変調器などの通信製品では、共振結晶などの部品として広く使用されています。リチウムアプリケーションは、携帯電話の60%以上で使用されています。^{[ 192 ]}

有機リチウム化合物は、ポリマーやファインケミカルの製造に広く使用されています。これらの試薬の主要な消費先であるポリマー産業では、アルキルリチウム化合物は、官能基化されていないオレフィンのアニオン重合における触媒/開始剤として使用されています。^{[ 193 ] [ 194 ] [ 195 ] [ 196 ]}ファインケミカルの製造では、有機リチウム化合物は強塩基として、また炭素-炭素結合形成の試薬として機能します。有機リチウム化合物は、リチウム金属とアルキルハライドから調製されます。^{[ 197 ]}

他にも多くのリチウム化合物が有機化合物の合成試薬として用いられています。代表的な化合物としては、水素化アルミニウムリチウム（LiAlH₄ _）、トリエチルボロヒドリドリチウム、n-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウムなどが挙げられます。

金属リチウムとその複合水素化物、例えば水素化アルミニウムリチウム（LiAlH _{4 ）は、}ロケット推進剤の高エネルギー添加剤として使用されています。^{[ 35 ]} LiAlH _{4 は}固体燃料としても単独で使用できます。^{[ 198 ]}

マーク50魚雷の蓄電化学エネルギー推進システム（SCEPS）は、六フッ化硫黄の小型タンクを使用し、それを固体リチウムのブロックに噴霧します。この反応により熱が発生し、蒸気が生成されて閉じたランキンサイクルで魚雷が推進されます。^{[ 199 ]}

リチウム6を含む水素化リチウムは熱核兵器に使用され、爆弾の核融合段階の燃料として機能します。^{[ 200 ]}

リチウム6は、トリチウム製造の原料として、また核融合における中性子吸収材として価値がある。天然リチウムには約7.5%のリチウム6が含まれており、そこから同位体分離によって大量のリチウム6が製造され、核兵器に使用されている。^{[ 201 ]}リチウム7は、原子炉冷却材としての使用で注目を集めている。^{[ 202 ]}

水素爆弾の初期バージョンでは、重水素化リチウムが核融合燃料として選ばれていました。中性子を照射すると、^6Liと^{7Liの両方が}トリチウムを生成します。水素爆弾が最初に実験されたとき、この反応は完全には理解されていませんでしたが、キャッスルブラボー核実験の暴走出力の原因となりました。トリチウムは重水素と融合し、比較的容易に実現できる核融合反応を起こします。詳細は秘密のままですが、重水素化リチウム6は、核融合材料として現代の核兵器でも依然として役割を果たしているようです。^{[ 203 ]}

リチウム7同位体が高濃縮されたフッ化リチウム_は、液体フッ化物原子炉で使用されるフッ化物塩混合物LiF- BeF2の基本成分を形成する。フッ化リチウムは化学的に非常に安定しており、LiF-BeF2_混合物は融点が低い。さらに、^7Li 、Be、およびFは、原子炉内の核分裂反応を阻害しないほど十分に低い熱中性子捕獲断面積を持つ数少ない核種である。 ^{[注5 ] [ 204 ]}

構想段階の（仮説上の）核融合発電所では、重水素と三重水素を燃料として磁気閉じ込め炉で三重水素を生成するためにリチウムが使用されます。天然に存在する三重水素は極めて希少であるため、反応プラズマをリチウムを含む「ブランケット」で囲むことによって人工的に生成する必要があります。プラズマ中の重水素-三重水素反応から発生する中性子がリチウムを核分裂させ、より多くの三重水素を生成します。

⁶ Li + n → ⁴ He + ³ H.

リチウムはアルファ粒子、つまりヘリウム原子核の供給源としても使用されます。^{7Liに加速された}陽子 を照射すると^8Beが生成され、ほぼ瞬時に核分裂を起こして 2 つのアルファ粒子を生成します。当時「原子を分裂させる」と呼ばれたこの偉業は、完全に人間が作り出した最初の核反応でした。これは1932 年にコッククロフトとウォルトンによって実現されました。^{[ 205 ] [ 206 ]}リチウム粉末の注入は、プラズマと物質の相互作用を操作し、高温の熱核融合プラズマ境界でエネルギーを散逸させるために、核融合炉で使用されます。^{[ 207 ] [ 208 ]}

2013年、米国会計検査院は、米国の原子力発電所100基のうち65基の運転に不可欠なリチウム7の不足により、「電力供給を継続する能力がいくらか危険にさらされている」と述べた。この問題は、米国の原子力インフラの衰退に起因する。リチウム6とリチウム7を分離するために必要な設備は、ほとんどが冷戦時代の遺物である。米国は、分離リチウムが大量に余剰となり、その大部分が20世紀中に消費された1963年に、これらの設備のほとんどを停止した。報告書によると、リチウム6とリチウム7を分離する能力を再確立するには、5年と1000万ドルから1200万ドルの費用がかかるという。^{[ 209 ]}

リチウム7を使用する原子炉は、高圧下で水を加熱し、腐食しやすい熱交換器を通して熱を伝達します。原子炉は、過剰な中性子を吸収するために水に添加されるホウ酸の腐食作用を打ち消すためにリチウムを使用します。^{[ 209 ]}

リチウムは双極性障害の治療に有効です。リチウムは維持療法に有効であり、特に躁病の治療に有効です。^{[ 210 ]}リチウム塩は、統合失調感情障害や周期性大うつ病性障害などの関連診断にも有効である可能性があります。^{[ 211 ]}これらの塩の活性部分はリチウムイオン Li ⁺です。^{[ 212 ]}

リチウムは、妊娠初期にリチウムを服用した女性から生まれた乳児のエプスタイン心臓奇形発症リスクを高める可能性がある。 ^{[ 213 ]}リチウムの過剰摂取はリチウム中毒につながる可能性がある。^{[ 214 ]}炭酸リチウムは気分安定薬に分類され、世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されている。^{[ 215 ]}

40年以上にわたる複数の無作為化比較試験やその他の研究により、リチウムは気分障害のある人の自殺を減らすのに非常に効果的であることが示されています。^{[ 216 ] [ 217 ]}自殺に対する効果に加えて、リチウムは気分障害のある人のあらゆる原因による死亡率も低下させます。^{[ 218 ]}

リチウムの使用は、非常に低用量であっても自殺の減少と相関関係にある。^{[ 219 ] [ 220 ]}水道水に含まれる微量のリチウムは、自殺、殺人、強姦、薬物逮捕、その他の犯罪のリスク低下と関連付けられている。^{[ 219 ] [ 221 ] [ 222 ]}