Lithiumoxid

Lithiumoxid kann durch Verbrennung von Lithium oder durch thermische Zersetzung von Lithiumperoxid oder Lithiumhydroxid hergestellt werden.^[4][5]

${\displaystyle \mathrm {4\ Li+O_{2}\longrightarrow \ 2\ Li_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ Li_{2}O_{2}{\xrightarrow {195^{\circ }C}}\ 2\ Li_{2}O\ +O_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {2\ LiOH\longrightarrow Li_{2}O+H_{2}O} }$

Lithiumoxid ist ein weißer, geruchloser Feststoff. Es kristallisiert in einer kubischen Kristallstruktur vom anti-Fluorit-Typ mit der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225)Vorlage:Raumgruppe/225 und dem Gitterparameter a = 4,61 Å.^[6][5] Die Standardbildungsenthalpie von Lithiumoxid beträgt ΔH_f⁰ = −599,1 kJ/mol(Li₂O) = −20,05 MJ/kg(Li₂O) = −299,1 kJ/mol(Li)  = −43,16 MJ/kg(Li) = ~−12 kWh/kg(Li).^[7]

Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Lithiumhydroxid, mit Säuren bildet es die entsprechenden Salze. Dagegen erfolgt auch bei hohen Temperaturen oder Drücken keine Reaktion mit Sauerstoff zur Bildung von Lithiumperoxid oder -hyperoxid.^[8]

Keramiken und insbesondere Glaskeramik enthalten häufig Lithiumoxid, jedoch wird in der Produktion kein Lithiumoxid, sondern Lithiumminerale wie Spodumen eingesetzt.^[9]

Lithiumoxid kann unter Bildung von Lithiumcarbonat Kohlenstoffdioxid binden und so aus der Umgebung entfernen.^[10]

In Lithium-Ionen-Akkumulatoren kann sich Lithiumoxid wie auch Lithiumfluorid und weitere Verbindungen in der Grenzschicht zwischen Anode und Elektrolyt (Solid-Electrolyte Interphase, SEI) bilden. Dies kann den Transport von Elektronen durch die Grenzschicht und damit die Kapazität und Lebensdauer des Akkumulators negativ beeinflussen. Ab einer Schichtdicke von 19 nm Li₂O oder 2,9 nm LiF ist der Elektronentransport effektiv geblockt.^[11]

Lithiumoxid kann in Fusionsreaktoren als Brutmaterial im Blanket für die Erzeugung von Tritium eingesetzt werden.^[12]