연구 및 발견
현재로서는 리튬과 수산화리튬이 배터리 기술의 핵심 구성 요소로 남을 것으로 보입니다. 대체 소재에 대한 집중적인 연구에도 불구하고, 현대 배터리 기술의 기본 구성 요소로서 리튬을 대체할 만한 물질은 아직 나타나지 않고 있습니다.
수산화리튬(LiOH)과 탄산리튬(LiCO3) 가격은 지난 몇 달 동안 하락세를 보였으며, 최근 시장 변동은 이러한 상황을 더욱 악화시키고 있습니다. 대체 소재에 대한 광범위한 연구에도 불구하고, 향후 몇 년 안에 현대 배터리 기술의 핵심 구성 요소인 리튬을 완전히 대체할 만한 물질은 아직 나타나지 않고 있습니다. 다양한 리튬 배터리 제조사들의 사례에서 알 수 있듯이, 핵심은 세부적인 부분에 있으며, 이러한 경험을 통해 배터리 셀의 에너지 밀도, 품질 및 안전성을 점진적으로 개선해 나가는 것입니다.
새로운 전기차(EV)가 거의 매주 출시되면서 자동차 업계는 믿을 만한 공급원과 기술을 찾고 있습니다. 자동차 제조업체들에게는 연구실에서 무슨 일이 일어나고 있는지는 중요하지 않습니다. 그들은 당장 제품이 필요합니다.
탄산리튬에서 수산화리튬으로의 전환
최근까지 전기차 배터리 제조업체들은 기존 배터리 설계에 필요한 양극재로 탄산리튬에 집중해 왔습니다. 하지만 이러한 상황은 곧 바뀔 전망입니다. 수산화리튬 또한 배터리 양극재 생산의 핵심 원료이지만, 현재 탄산리튬보다 공급량이 훨씬 부족합니다. 수산화리튬은 탄산리튬보다 시장 점유율이 낮은 제품이지만, 주요 배터리 제조업체들 역시 사용하고 있으며, 이들은 산업용 윤활유 업계와 동일한 원료를 두고 경쟁하고 있습니다. 따라서 수산화리튬 공급량은 앞으로 더욱 감소할 것으로 예상됩니다.
다른 화학 화합물에 비해 수산화리튬 배터리 양극재의 주요 장점으로는 더 높은 전력 밀도(더 큰 배터리 용량), 더 긴 수명 주기 및 향상된 안전성을 들 수 있습니다.
이러한 이유로 2010년대 내내 충전식 배터리 산업의 수요는 자동차 분야에 대용량 리튬 이온 배터리 사용이 증가하면서 강한 성장세를 보였습니다. 2019년에는 충전식 배터리가 전체 리튬 수요의 54%를 차지했으며, 거의 대부분이 리튬 이온 배터리 기술에서 비롯되었습니다. 하이브리드 및 전기 자동차 판매의 급증으로 리튬 화합물 수요에 대한 관심이 높아졌지만, 최대 전기차 시장인 중국의 2019년 하반기 판매 부진과 2020년 상반기 코로나19 팬데믹 관련 봉쇄 조치로 인한 전 세계적인 판매 감소는 배터리 및 산업용 수요 모두에 영향을 미쳐 단기적으로 리튬 수요 증가에 제동을 걸었습니다. 그러나 장기적인 시나리오에서는 향후 10년간 리튬 수요의 강력한 성장이 지속될 것으로 예상되며, 로스킬(Roskill)은 2027년에 리튬화합물(LCE) 수요가 100만 톤을 넘어설 것으로 예측하고 2030년까지 연평균 18% 이상의 성장률을 전망하고 있습니다.
이는 LiCO3 생산보다 LiOH 생산에 대한 투자가 증가하는 추세를 반영하며, 바로 이 지점에서 리튬 원료가 중요한 역할을 합니다. 스포듀민 암석은 생산 공정 측면에서 훨씬 더 유연합니다. 리튬 염수를 사용할 경우 일반적으로 LiCO3를 중간체로 거쳐 LiOH를 생산하는 반면, 스포듀민을 사용하면 LiOH를 간편하게 생산할 수 있습니다. 따라서 염수 대신 스포듀민을 원료로 사용하면 LiOH 생산 비용이 크게 절감됩니다. 전 세계적으로 리튬 염수가 엄청나게 많이 매장되어 있는 만큼, 궁극적으로는 이 원료를 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 공정 기술이 개발되어야 할 것입니다. 여러 기업들이 새로운 공정을 연구하고 있으므로 이러한 기술은 곧 상용화될 것으로 예상되지만, 현재로서는 스포듀민이 더 안전한 선택입니다.
