6

Akkumulátorok építése: Miért lítium és miért lítium-hidroxid?

Kutatás és felfedezés

Úgy tűnik, hogy a lítium és a lítium-hidroxidok egyelőre itt maradnak: az alternatív anyagokkal végzett intenzív kutatások ellenére semmi sem látszik a láthatáron, ami helyettesíthetné a lítiumot a modern akkumulátortechnológia építőköveként.

Mind a lítium-hidroxid (LiOH), mind a lítium-karbonát (LiCO3) ára az elmúlt hónapokban lefelé mutat, és a közelmúltbeli piaci felfordulás sem javít a helyzeten. Az alternatív anyagokkal kapcsolatos széleskörű kutatások ellenére azonban semmi sem látszik a láthatáron, ami a következő néhány évben a lítiumot a modern akkumulátor-technológia építőköveként helyettesíthetné. Ahogy a különböző lítium akkumulátor-formulák gyártóitól tudjuk, az ördög a részletekben rejlik, és itt szerezhető tapasztalat a cellák energiasűrűségének, minőségének és biztonságának fokozatos javítására.

Mivel az új elektromos járművek (EV-k) szinte hetente jelennek meg, az iparág megbízható forrásokat és technológiákat keres. Az autógyártók számára mindegy, hogy mi történik a kutatólaboratóriumokban. Itt és most szükségük van a termékekre.

Áttérés lítium-karbonátról lítium-hidroxidra

Egészen a közelmúltig a lítium-karbonát állt számos elektromos jármű akkumulátorgyártó fókuszában, mivel a meglévő akkumulátor-tervek ezt az alapanyagot használó katódokat igényeltek. Ez azonban hamarosan megváltozik. A lítium-hidroxid szintén kulcsfontosságú nyersanyag az akkumulátorkatódok gyártásában, de jelenleg sokkal kevesebb belőle van, mint a lítium-karbonátból. Bár ez egy réspiaci termék, mint a lítium-karbonát, a nagyobb akkumulátorgyártók is használják, akik ugyanazért a nyersanyagért versenyeznek az ipari kenőanyag-iparral. Emiatt a lítium-hidroxid készletei várhatóan még szűkösebbé válnak.

A lítium-hidroxid akkumulátor katódok fő előnyei más kémiai vegyületekkel szemben a jobb teljesítménysűrűség (nagyobb akkumulátorkapacitás), a hosszabb élettartam és a fokozott biztonsági jellemzők.

Emiatt az újratölthető akkumulátor-ipar iránti kereslet erőteljes növekedést mutatott a 2010-es években, a nagyobb lítium-ion akkumulátorok autóipari alkalmazásokban való egyre növekvő használatával. 2019-ben az újratölthető akkumulátorok a teljes lítiumkereslet 54%-át tették ki, szinte teljes egészében a lítium-ion akkumulátor-technológiáknak köszönhetően. Bár a hibrid és elektromos járművek értékesítésének gyors növekedése ráirányította a figyelmet a lítiumvegyületek iránti igényre, a 2019 második felében Kínában – az elektromos járművek legnagyobb piacán – visszaeső eladások, valamint a 2020 első felében a COVID-19 világjárványhoz kapcsolódó lezárások okozta globális értékesítési csökkenés rövid távon „féket” szabotálta a lítiumkereslet növekedését, mivel mind az akkumulátor-, mind az ipari alkalmazások iránti keresletre hatással volt. A hosszabb távú forgatókönyvek azonban továbbra is erős növekedést mutatnak a lítiumkereslet tekintetében az elkövetkező évtizedben, a Roskill előrejelzése szerint a kereslet 2027-ben meghaladja az 1,0 millió tonnát LCE-t, a növekedés pedig 2030-ig meghaladja az évi 18%-ot.

Ez tükrözi azt a tendenciát, hogy a LiOH-termelésbe többet fektetnek be a LiCO3-hoz képest; és itt jön képbe a lítiumforrás: a spodumen kőzet lényegesen rugalmasabb a termelési folyamat tekintetében. Lehetővé teszi a LiOH egyszerűsített előállítását, míg a lítium-sóoldat használata általában a LiCO3-on keresztül vezet a LiOH előállításához. Ezért a LiOH termelési költsége jelentősen alacsonyabb, ha a forrás a sóoldat helyett a spodumen. Nyilvánvaló, hogy a világon rendelkezésre álló lítium-sóoldat hatalmas mennyisége miatt végül új folyamattechnológiákat kell kifejleszteni ennek a forrásnak a hatékony alkalmazásához. Mivel a különböző vállalatok új folyamatokat vizsgálnak, végül látni fogjuk ezt, de egyelőre a spodumen biztonságosabb választás.

DRMDRMU1-26259-image-3