電池の構築: なぜリチウム、なぜ水酸化リチウムなのか?

研究と発見

のように見えます リチウム 代替材料の集中的な研究にもかかわらず、現代の電池技術の構成要素としてリチウムに代わる可能性のあるものは目前にありません。

水酸化リチウム (LiOH) と炭酸リチウム (LiCO3) の価格はどちらも過去数か月間下落傾向にあり、最近の市場の混乱は確かに状況を改善しません。しかし、代替材料に関する広範な研究にもかかわらず、今後数年以内に現代の電池技術の構成要素としてリチウムに代わる可能性のあるものは何もありません。さまざまなリチウム電池配合の生産者からわかるように、悪魔は細部にあり、ここで経験が得られ、セルのエネルギー密度、品質、安全性が徐々に向上します。

新しい電気自動車 (EV) がほぼ毎週の間隔で導入されるため、業界は信頼できるソースと技術を探しています。それらの自動車メーカーにとって、研究所で何が起こっているかは無関係です。彼らは今ここで製品を必要としています。

からの移行 炭酸リチウム に 水酸化リチウム

既存の電池設計ではこの原料を使用した正極が必要だったため、ごく最近まで炭酸リチウムが多くのEV電池メーカーの焦点となっていた。しかし、これは変わろうとしています。水酸化リチウムも電池の正極製造における重要な原料ですが、現在では炭酸リチウムよりも供給がはるかに不足しています。これは炭酸リチウムよりもニッチな製品ですが、同じ原料を求めて工業用潤滑油業界と競合している大手電池メーカーでも使用されています。そのため、水酸化リチウムの供給は今後さらに不足すると予想される。

他の化合物と比較した水酸化リチウム電池の正極の主な利点には、より優れた出力密度 (より大きな電池容量)、より長いライフサイクル、および強化された安全機能が含まれます。

このため、自動車用途でのより大型のリチウムイオン電池の使用が増加し、充電式電池業界からの需要は 2010 年代を通じて力強い成長を示しました。 2019年、充電式電池はリチウム総需要の54%を占め、そのほぼすべてがリチウムイオン電池技術によるものでした。ハイブリッド車および電気自動車の販売の急速な増加により、リチウム化合物の必要性に注目が集まったが、EV最大の市場である中国では2019年下半期の販売が減少し、新型コロナウイルス感染症に関連したロックダウンにより世界的に販売が減少した。 2020年上半期のパンデミックは、バッテリーと産業用途の両方からの需要に影響を与え、リチウム需要の成長に短期的な「ブレーキ」をかけた。しかし、長期シナリオでは今後10年間にわたってリチウム需要が引き続き力強い成長を示しており、ロスキル氏は2027年に需要が100万トンLCEを超え、2030年まで年間18%を超える成長が見込まれると予測している。

これは、LiCO3 と比較して LiOH の生産により多くの投資を行う傾向を反映しています。ここでリチウム源が活躍します。スポジュメン岩は製造プロセスの点ではるかに柔軟です。通常、リチウムブラインを使用すると中間物質として LiCO3 を介して LiOH が生成されますが、これにより LiOH の合理化された生成が可能になります。したがって、塩水の代わりにスポジュメンを原料として使用すると、LiOH の製造コストが大幅に低くなります。世界中で膨大な量のリチウム塩水を利用できるため、最終的にはこの供給源を効率的に利用するための新しいプロセス技術を開発する必要があることは明らかです。さまざまな企業が新しいプロセスを研究しているため、最終的にはこれが実現するでしょうが、現時点ではスポジュメンの方が安全です。