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由过氧化锂固溶体烧结形成的单晶是制造热电偶的良好材料。用于制造含氧化锂光学玻璃，高纯氧化锂，合成锂的有机过氧化合物。亦可用于制造泡状结构制件的原料，例如作为磷酸盐的发泡剂。过氧化锂还能净化密闭潜艇、宇宙飞船、航天飞机内的气体。用于焊接、矿井救援。是潜艇氧源的结合剂，起生氧和除氯的双重作用。

氢氧化锂、金属锂与过氧化氢在有机溶剂中反应法
以1：(3.8～3.9)的摩尔比，将一水氢氧化锂溶解在65%～67%过氧化氢溶液中，不断搅拌混合物，用冰冷却反应溶液。适量加入0℃的乙醇，形成白色晶体。过滤出晶体，用无水乙醇洗涤。产物在100～120℃，压力为4kPa下，经过6h真空干燥，得到纯度92%～94%的过氧化锂。
亦可用无水氢氧化锂的甲醇溶液和27.5%过氧化氢溶液反应，搅拌30 min，直接从甲醇溶液中析出过氧化锂沉淀，过滤后用甲醇洗涤，在90～100℃时，经真空干燥，得到高纯度的过氧化锂。
氢氧化锂与过氧化氢直接反应法
用27%～35%的过氧化氢溶液与一水氢氧化锂作用，过氧化氢溶液用量一般不超过理论量的20%。其
2LiOH?H2O+2H2O2→2LiOOH?H2O+2H2O
2LiOOH→Li2O2+H2O2
在加压下将形成的沉淀过滤，或用离心分离法析出，再经真空干燥处理，得到含96%的过氧化锂。亦可直接将反应溶液用喷雾干燥法制得过氧化锂。

库房通风低温干燥; 与燃料、有机物分开存放

遇有机物可自燃

氧化剂

干粉

参见过氧化锶。