6

Construirea bateriilor: De ce litiu și de ce hidroxid de litiu?

Cercetare și descoperire

Se pare că litiul și hidroxizii de litiu vor rămâne, deocamdată: în ciuda cercetărilor intensive cu materiale alternative, nu există nimic la orizont care să poată înlocui litiul ca element constitutiv al tehnologiei moderne a bateriilor.

Atât prețurile hidroxidului de litiu (LiOH), cât și cele ale carbonatului de litiu (LiCO3) au fost în scădere în ultimele luni, iar recenta schimbare a pieței cu siguranță nu îmbunătățește situația. Cu toate acestea, în ciuda cercetărilor ample privind materialele alternative, nu există nimic la orizont care ar putea înlocui litiul ca element constitutiv al tehnologiei moderne a bateriilor în următorii ani. După cum știm de la producătorii diferitelor formule de baterii cu litiu, problema constă în detalii și aici se acumulează experiență pentru a îmbunătăți treptat densitatea energetică, calitatea și siguranța celulelor.

Având în vedere că noile vehicule electrice (VE) sunt introduse la intervale aproape săptămânale, industria este în căutarea unor surse și tehnologii fiabile. Pentru acești producători auto este irelevant ce se întâmplă în laboratoarele de cercetare. Au nevoie de aceste produse aici și acum.

Trecerea de la carbonat de litiu la hidroxid de litiu

Până foarte recent, carbonatul de litiu a fost în centrul atenției multor producători de baterii pentru vehicule electrice, deoarece modelele existente de baterii necesitau catozi care să utilizeze această materie primă. Cu toate acestea, acest lucru este pe cale să se schimbe. Hidroxidul de litiu este, de asemenea, o materie primă cheie în producția de catozi de baterii, dar este mult mai puțin disponibil decât carbonatul de litiu în prezent. Deși este un produs de nișă decât carbonatul de litiu, este utilizat și de marii producători de baterii, care concurează cu industria lubrifianților industriali pentru aceeași materie primă. Ca atare, se așteaptă ca ulterior să se aprovizioneze și mai puțin cu hidroxid de litiu.

Avantajele cheie ale catozilor bateriilor cu hidroxid de litiu în raport cu alți compuși chimici includ o densitate de putere mai bună (o capacitate mai mare a bateriei), un ciclu de viață mai lung și caracteristici de siguranță îmbunătățite.

Din acest motiv, cererea din industria bateriilor reîncărcabile a înregistrat o creștere puternică pe parcursul anilor 2010, odată cu utilizarea tot mai mare a bateriilor litiu-ion mai mari în aplicațiile auto. În 2019, bateriile reîncărcabile au reprezentat 54% din cererea totală de litiu, aproape în întregime provenind din tehnologiile de baterii Li-ion. Deși creșterea rapidă a vânzărilor de vehicule hibride și electrice a îndreptat atenția asupra cerinței de compuși de litiu, scăderea vânzărilor în a doua jumătate a anului 2019 în China - cea mai mare piață pentru vehicule electrice - și o reducere globală a vânzărilor cauzată de restricțiile legate de pandemia de COVID-19 în prima jumătate a anului 2020 au pus „frâne” pe termen scurt creșterii cererii de litiu, afectând cererea atât din baterii, cât și din aplicațiile industriale. Scenariile pe termen lung continuă să arate o creștere puternică a cererii de litiu în următorul deceniu, Roskill prognozând că cererea va depăși 1,0 Mt LCE în 2027, cu o creștere de peste 18% pe an până în 2030.

Aceasta reflectă tendința de a investi mai mult în producția de LiOH în comparație cu LiCO3; și aici intervine sursa de litiu: roca spodumenică este semnificativ mai flexibilă în ceea ce privește procesul de producție. Aceasta permite o producție eficientă de LiOH, în timp ce utilizarea saramurii de litiu trece în mod normal prin LiCO3 ca intermediar pentru producerea de LiOH. Prin urmare, costul de producție a LiOH este semnificativ mai mic cu spodumenul ca sursă în loc de saramură. Este clar că, având în vedere cantitatea mare de saramură de litiu disponibilă în lume, în cele din urmă trebuie dezvoltate noi tehnologii de proces pentru a aplica eficient această sursă. Având în vedere că diverse companii investighează noi procese, vom vedea în cele din urmă acest lucru venind, dar deocamdată, spodumenul este o variantă mai sigură.

DRMDRMU1-26259-imagine-3