تحقیق و اکتشاف
به نظر میرسد که لیتیوم و هیدروکسیدهای لیتیوم فعلاً اینجا خواهند ماند: با وجود تحقیقات فشرده با مواد جایگزین، هیچ چیزی در افق وجود ندارد که بتواند جایگزین لیتیوم به عنوان یک بلوک سازنده برای فناوری باتری مدرن شود.
قیمت هر دو ماده هیدروکسید لیتیوم (LiOH) و کربنات لیتیوم (LiCO3) در چند ماه گذشته رو به کاهش بوده است و نوسانات اخیر بازار قطعاً اوضاع را بهبود نمیبخشد. با این حال، علیرغم تحقیقات گسترده در مورد مواد جایگزین، هیچ چیز در افق وجود ندارد که بتواند در چند سال آینده جایگزین لیتیوم به عنوان یک بلوک سازنده برای فناوری باتری مدرن شود. همانطور که از تولیدکنندگان فرمولاسیونهای مختلف باتری لیتیوم میدانیم، مشکل در جزئیات نهفته است و اینجاست که تجربه برای بهبود تدریجی چگالی انرژی، کیفیت و ایمنی سلولها به دست میآید.
با معرفی خودروهای الکتریکی جدید (EV) که تقریباً هر هفته معرفی میشوند، این صنعت به دنبال منابع و فناوری قابل اعتماد است. برای این تولیدکنندگان خودرو، آنچه در آزمایشگاههای تحقیقاتی اتفاق میافتد اهمیتی ندارد. آنها به محصولات همین جا و همین الان نیاز دارند.
تغییر از کربنات لیتیوم به هیدروکسید لیتیوم
تا همین اواخر، کربنات لیتیوم مورد توجه بسیاری از تولیدکنندگان باتریهای خودروهای برقی بود، زیرا طرحهای باتری موجود، کاتدهایی با استفاده از این ماده اولیه را میطلبیدند. با این حال، این وضعیت در حال تغییر است. هیدروکسید لیتیوم نیز یک ماده اولیه کلیدی در تولید کاتدهای باتری است، اما در حال حاضر عرضه آن بسیار کمتر از کربنات لیتیوم است. اگرچه این محصول نسبت به کربنات لیتیوم، محصول خاصتری است، اما توسط تولیدکنندگان بزرگ باتری نیز استفاده میشود که با صنعت روانکنندههای صنعتی برای همان ماده اولیه رقابت میکنند. به همین ترتیب، انتظار میرود که عرضه هیدروکسید لیتیوم متعاقباً کمیابتر شود.
مزایای کلیدی کاتدهای باتری لیتیوم هیدروکسید در مقایسه با سایر ترکیبات شیمیایی شامل چگالی توان بهتر (ظرفیت باتری بیشتر)، چرخه عمر طولانیتر و ویژگیهای ایمنی پیشرفتهتر است.
به همین دلیل، تقاضا از سوی صنعت باتریهای قابل شارژ در طول دهه ۲۰۱۰ رشد چشمگیری داشته است و استفاده از باتریهای لیتیوم-یونی بزرگتر در کاربردهای خودرو افزایش یافته است. در سال ۲۰۱۹، باتریهای قابل شارژ ۵۴ درصد از کل تقاضای لیتیوم را تشکیل میدادند که تقریباً تماماً از فناوریهای باتری لیتیوم-یونی ناشی میشد. اگرچه افزایش سریع فروش خودروهای هیبریدی و برقی توجه را به نیاز به ترکیبات لیتیوم جلب کرده است، اما کاهش فروش در نیمه دوم سال ۲۰۱۹ در چین - بزرگترین بازار خودروهای برقی - و کاهش جهانی فروش ناشی از قرنطینههای مربوط به بیماری همهگیر کووید-۱۹ در نیمه اول سال ۲۰۲۰، با تأثیر بر تقاضا از هر دو بخش باتری و کاربردهای صنعتی، «ترمز» کوتاهمدتی را بر رشد تقاضای لیتیوم وارد کرده است. با این حال، سناریوهای بلندمدتتر همچنان رشد قوی تقاضای لیتیوم را در دهه آینده نشان میدهند، به طوری که Roskill پیشبینی میکند تقاضا در سال ۲۰۲۷ از ۱.۰ میلیون تن LCE فراتر رود و تا سال ۲۰۳۰ سالانه بیش از ۱۸ درصد رشد داشته باشد.
این نشان دهنده روند سرمایهگذاری بیشتر در تولید LiOH در مقایسه با LiCO3 است؛ و اینجاست که منبع لیتیوم وارد عمل میشود: سنگ اسپودومن از نظر فرآیند تولید به طور قابل توجهی انعطافپذیرتر است. این سنگ امکان تولید ساده LiOH را فراهم میکند در حالی که استفاده از آب نمک لیتیوم معمولاً از طریق LiCO3 به عنوان واسطه برای تولید LiOH انجام میشود. از این رو، هزینه تولید LiOH با اسپودومن به عنوان منبع به جای آب نمک به طور قابل توجهی کمتر است. واضح است که با توجه به مقدار زیاد آب نمک لیتیوم موجود در جهان، در نهایت باید فناوریهای فرآیند جدیدی برای استفاده کارآمد از این منبع توسعه یابد. با بررسی فرآیندهای جدید توسط شرکتهای مختلف، در نهایت شاهد این اتفاق خواهیم بود، اما در حال حاضر، اسپودومن گزینه مطمئنتری است.
