6

Výroba batérií: Prečo lítium a prečo hydroxid lítny?

Výskum a objavovanie

Zdá sa, že lítium a hydroxidy lítia tu zatiaľ zostanú: napriek intenzívnemu výskumu alternatívnych materiálov sa na obzore neobjavuje nič, čo by mohlo nahradiť lítium ako stavebný kameň modernej technológie batérií.

Ceny hydroxidu lítneho (LiOH) aj uhličitanu lítneho (LiCO3) v posledných mesiacoch klesajú a nedávne otrasy na trhu situáciu určite nezlepšujú. Napriek rozsiahlemu výskumu alternatívnych materiálov sa však na obzore neobjavuje nič, čo by mohlo v najbližších rokoch nahradiť lítium ako stavebný kameň modernej technológie batérií. Ako vieme od výrobcov rôznych zložení lítiových batérií, diabol sa skrýva v detailoch a práve tam sa získavajú skúsenosti s postupným zlepšovaním energetickej hustoty, kvality a bezpečnosti článkov.

Vzhľadom na to, že nové elektromobily (EV) sa zavádzajú takmer v týždenných intervaloch, priemysel hľadá spoľahlivé zdroje a technológie. Pre týchto výrobcov automobilov je nepodstatné, čo sa deje vo výskumných laboratóriách. Potrebujú produkty tu a teraz.

Prechod z uhličitanu lítneho na hydroxid lítny

Až donedávna sa mnohí výrobcovia batérií pre elektromobily zameriavali na uhličitan lítny, pretože existujúce konštrukcie batérií vyžadovali katódy s použitím tejto suroviny. To sa však čoskoro zmení. Hydroxid lítny je tiež kľúčovou surovinou pri výrobe katód batérií, ale v súčasnosti je v oveľa obmedzenejšom množstve ako uhličitan lítny. Hoci ide o špecifickejší produkt ako uhličitan lítny, používajú ho aj veľkí výrobcovia batérií, ktorí súťažia s priemyslom priemyselných mazív o tú istú surovinu. Preto sa očakáva, že zásoby hydroxidu lítneho budú ešte vzácnejšie.

Medzi kľúčové výhody katód lítium-hydroxidových batérií v porovnaní s inými chemickými zlúčeninami patrí lepšia hustota výkonu (väčšia kapacita batérie), dlhšia životnosť a vylepšené bezpečnostné prvky.

Z tohto dôvodu dopyt zo strany odvetvia nabíjateľných batérií vykazoval v priebehu prvého desaťročia 21. storočia silný rast, pričom sa v automobilových aplikáciách čoraz viac používali väčšie lítium-iónové batérie. V roku 2019 tvorili nabíjateľné batérie 54 % celkového dopytu po lítiu, takmer výlučne z technológií lítium-iónových batérií. Hoci rýchly nárast predaja hybridných a elektrických vozidiel upriamil pozornosť na potrebu lítiových zlúčenín, klesajúci predaj v druhej polovici roka 2019 v Číne – najväčšom trhu pre elektromobily – a globálny pokles predaja spôsobený lockdownmi súvisiacimi s pandémiou COVID-19 v prvej polovici roka 2020 krátkodobo „zabrzdili“ rast dopytu po lítiu tým, že ovplyvnili dopyt zo strany batérií aj priemyselných aplikácií. Dlhodobé scenáre však naďalej ukazujú silný rast dopytu po lítiu v nasledujúcom desaťročí, pričom Roskill predpovedá, že dopyt v roku 2027 prekročí 1,0 Mt LCE s rastom viac ako 18 % ročne do roku 2030.

Toto odráža trend investovať viac do výroby LiOH v porovnaní s LiCO3; a tu prichádza na rad zdroj lítia: spodumén je výrazne flexibilnejší, čo sa týka výrobného procesu. Umožňuje zjednodušenú výrobu LiOH, zatiaľ čo použitie lítiového soľanky zvyčajne vedie cez LiCO3 ako medziprodukt na výrobu LiOH. Výrobné náklady na LiOH sú preto pri použití spoduménu ako zdroja namiesto soľanky výrazne nižšie. Je zrejmé, že vzhľadom na obrovské množstvo lítiového soľanky dostupného na svete je potrebné vyvinúť nové procesné technológie, aby sa tento zdroj efektívne využil. Keďže rôzne spoločnosti skúmajú nové procesy, nakoniec to uvidíme, ale zatiaľ je spodumén bezpečnejšou voľbou.

DRMDRMU1-26259-obrázok-3