6

Akkujen rakentaminen: Miksi litium ja miksi litiumhydroksidi?

Tutkimus ja löytö

Näyttää siltä, ​​​​että litium ja litiumhydroksidit jäävät toistaiseksi: vaihtoehtoisten materiaalien intensiivisestä tutkimuksesta huolimatta horisontissa ei ole mitään, mikä voisi korvata litiumin modernin akkuteknologian rakennuspalikkana.

Sekä litiumhydroksidin (LiOH) että litiumkarbonaatin (LiCO3) hinnat ovat osoittaneet alaspäin viimeisten kuukausien ajan, eikä viimeaikainen markkinajäristys paranna tilannetta. Vaihtoehtoisten materiaalien laajasta tutkimuksesta huolimatta ei kuitenkaan ole näköpiirissä mitään, mikä voisi korvata litiumin modernin akkuteknologian rakennuspalikkana lähivuosina. Kuten eri litiumparistovalmisteiden valmistajilta tiedämme, paholainen piilee yksityiskohdissa, ja sieltä saadaan kokemusta, jolla parannetaan asteittain kennojen energiatiheyttä, laatua ja turvallisuutta.

Uusia sähköautoja (EV) esitellään lähes viikoittain, joten ala etsii luotettavia lähteitä ja teknologiaa. Noille autonvalmistajille ei ole merkitystä, mitä tutkimuslaboratorioissa tapahtuu. He tarvitsevat tuotteita tässä ja nyt.

Siirtyminen litiumkarbonaatista litiumhydroksidiin

Litiumkarbonaatti on ollut aivan viime aikoihin asti monien sähköautojen akkujen tuottajien huomion kohteena, koska nykyiset akkumallit vaativat katodeja, joissa käytetään tätä raaka-ainetta. Tähän on kuitenkin tulossa muutos. Litiumhydroksidi on myös keskeinen raaka-aine akkukatodien valmistuksessa, mutta sitä on tällä hetkellä saatavilla paljon lyhyemmässä muodossa kuin litiumkarbonaattia. Vaikka se on kapeampi tuote kuin litiumkarbonaatti, sitä käyttävät myös suuret akkuvalmistajat, jotka kilpailevat teollisuuden voiteluaineteollisuuden kanssa samasta raaka-aineesta. Sellaisenaan litiumhydroksidin toimitusten odotetaan myöhemmin vähenevän entisestään.

Litiumhydroksidiakkujen katodien tärkeimpiä etuja muihin kemiallisiin yhdisteisiin verrattuna ovat parempi tehotiheys (enemmän akkukapasiteettia), pidempi elinkaari ja parannetut turvaominaisuudet.

Tästä syystä ladattavien akkujen teollisuuden kysyntä on kasvanut voimakkaasti koko 2010-luvun, kun suurempien litiumioniakkujen käyttö autoteollisuudessa on lisääntynyt. Vuonna 2019 ladattavien akkujen osuus litiumin kokonaiskysynnästä oli 54 %, ja ne johtuivat lähes kokonaan Li-ion-akkuteknologioista. Vaikka hybridi- ja sähköajoneuvojen myynnin nopea nousu on kiinnittänyt huomion litiumyhdisteiden tarpeeseen, myynnin lasku vuoden 2019 toisella puoliskolla Kiinassa, joka on sähköautojen suurin markkina-alue, ja maailmanlaajuiseen myynnin vähenemiseen COVID-virukseen liittyvien rajoitusten vuoksi. -19 pandemia vuoden 2020 ensimmäisellä puoliskolla on jarruttanut litiumin kysynnän kasvua lyhyellä aikavälillä vaikuttamalla sekä akku- että teollisuussovellusten kysyntään. Pidemmän aikavälin skenaariot osoittavat litiumin kysynnän voimakasta kasvua tulevalla vuosikymmenellä, mutta Roskill ennustaa kysynnän ylittävän 1,0 Mt LCE vuonna 2027 ja kasvun olevan yli 18 % vuodessa vuoteen 2030 asti.

Tämä kuvastaa suuntausta investoida enemmän LiOH:n tuotantoon verrattuna LiCO3:een; ja tässä tulee esiin litiumlähde: spodumeenikivi on huomattavasti joustavampi tuotantoprosessin suhteen. Se mahdollistaa LiOH:n virtaviivaistetun tuotannon, kun taas litiumsuolan käyttö johtaa normaalisti LiCO3:n läpi välittäjänä LiOH:n tuottamiseksi. Tästä syystä LiOH:n tuotantokustannukset ovat huomattavasti alhaisemmat, kun lähteenä on spodumeeni suolaveden sijaan. On selvää, että koska maailmassa on saatavilla valtava määrä litiumsuolaa, on lopulta kehitettävä uusia prosessiteknologioita tämän lähteen tehokkaaksi soveltamiseksi. Kun eri yritykset tutkivat uusia prosesseja, näemme tämän lopulta tulevan, mutta toistaiseksi spodumene on turvallisempi veto.

DRMDRMU1-26259-kuva-3