Создание аккумуляторов: почему литий и почему гидроксид лития?

Исследования и открытия

Это выглядит как литий и гидроксиды лития на данный момент останутся: несмотря на интенсивные исследования альтернативных материалов, на горизонте нет ничего, что могло бы заменить литий в качестве строительного блока для современной аккумуляторной технологии.

Цены на гидроксид лития (LiOH) и карбонат лития (LiCO3) в течение последних нескольких месяцев снижались, и недавние потрясения на рынке, конечно, не улучшают ситуацию. Однако, несмотря на обширные исследования альтернативных материалов, на горизонте нет ничего, что могло бы заменить литий в качестве строительного блока для современной аккумуляторной технологии в течение следующих нескольких лет. Как мы знаем от производителей различных литиевых аккумуляторов, дьявол кроется в деталях, и именно здесь накапливается опыт постепенного улучшения плотности энергии, качества и безопасности элементов.

Поскольку новые электромобили (EV) появляются почти с еженедельными интервалами, отрасль ищет надежные источники и технологии. Для производителей автомобилей не имеет значения, что происходит в исследовательских лабораториях. Им нужны продукты здесь и сейчас.

Переход от карбонат лития к гидроксид лития

До недавнего времени карбонат лития был в центре внимания многих производителей аккумуляторов для электромобилей, поскольку существующие конструкции аккумуляторов требовали использования катодов из этого сырья. Однако ситуация скоро изменится. Гидроксид лития также является ключевым сырьем для производства аккумуляторных катодов, но в настоящее время его запасы гораздо меньше, чем карбоната лития. Хотя это более нишевый продукт, чем карбонат лития, он также используется крупными производителями аккумуляторов, которые конкурируют с промышленностью промышленных смазочных материалов за то же сырье. Таким образом, ожидается, что впоследствии поставки гидроксида лития станут еще более скудными.

Ключевые преимущества катодов аккумуляторных батарей на основе гидроксида лития по сравнению с другими химическими соединениями включают лучшую удельную мощность (большую емкость батареи), более длительный срок службы и улучшенные функции безопасности.

По этой причине спрос со стороны отрасли перезаряжаемых аккумуляторов в течение 2010-х годов демонстрировал сильный рост, с увеличением использования литий-ионных батарей большего размера в автомобильной технике. В 2019 году на перезаряжаемые батареи приходилось 54% общего спроса на литий, почти полностью за счет технологий литий-ионных аккумуляторов. Хотя быстрый рост продаж гибридных и электромобилей привлек внимание к потребности в соединениях лития, падение продаж во второй половине 2019 года в Китае – крупнейшем рынке электромобилей – и глобальное сокращение продаж, вызванное блокировками, связанными с COVID-19. Пандемия -19 в первой половине 2020 года на краткосрочную перспективу «затормозила» рост спроса на литий, оказав влияние как на аккумуляторные, так и на промышленные применения. Однако долгосрочные сценарии по-прежнему демонстрируют сильный рост спроса на литий в ближайшее десятилетие: Roskill прогнозирует, что спрос превысит 1,0 млн тонн LCE в 2027 году, а рост превысит 18% в год до 2030 года.

Это отражает тенденцию к увеличению инвестиций в производство LiOH по сравнению с производством LiCO3; И здесь в игру вступает источник лития: сподуменовая порода значительно более гибка с точки зрения производственного процесса. Это позволяет оптимизировать производство LiOH, в то время как использование литиевого рассола обычно приводит к использованию LiCO3 в качестве промежуточного продукта для производства LiOH. Следовательно, себестоимость производства LiOH значительно ниже при использовании сподумена в качестве источника вместо рассола. Понятно, что, учитывая огромное количество литиевого рассола, доступного в мире, в конечном итоге необходимо разработать новые технологические технологии для эффективного использования этого источника. Поскольку различные компании исследуют новые процессы, мы в конечном итоге увидим это, но на данный момент сподумен является более безопасным выбором.