La technologie Tesla d'extraction du lithium dévoilée

Toutefois, le prix du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium de qualité batterie reste élevé. Afin de mieux contrôler le coût des véhicules électriques, l'industrie du lithium en amont ne peut être ignorée. Cet article présente l'extraction de lithium de Tesla et vous fait découvrir les secrets de l'industrie de l'extraction de lithium de Tesla.

D'où Tesla extrait-il le lithium ?

La technologie brevetée de Tesla consiste à raffiner le lithium à partir de minerais d'argile. Les minerais d'argile les plus courants sont la kaolinite, la montmorillonite et l'illite.

Tesla utilise principalement la montmorillonite comme matière première pour extraire le lithium. Le minerai de lithium de la montmorillonite est en effet relativement abondant.

En même temps, l'extraction de la montmorillonite est pratique, le rapport entre la quantité de roche décapée et le minerai extrait est faible, et aucun dynamitage n'est nécessaire. Par conséquent, comparé au spodumène, il présente un avantage en termes de coûts pour l'extraction frontale.

La structure atomique de la montmorillonite est composée d'une couche cadre et d'une couche intermédiaire. La couche cadre contient du lithium, du potassium, de l'aluminium, du calcium, etc., et la couche intermédiaire contient du lithium, du sodium, du potassium et du magnésium.

Si le lithium est extrait de la couche d'armature, la consommation d'énergie est relativement élevée, car le lithium de la couche d'armature est lié par des liaisons chimiques.

S'il est extrait de la couche intermédiaire, la consommation d'énergie est relativement faible, car le lithium dans la couche intermédiaire repose sur des forces intermoléculaires fixes, la gravité étant plus faible.

Les raffineurs de lithium traditionnels ont proposé d'utiliser la lixiviation acide pour libérer le lithium de la couche d'armature.

Tesla, en revanche, a choisi d'extraire le lithium de la couche intermédiaire, en utilisant l'échange de cations pour séparer le lithium de la couche intermédiaire.

Qu'utilise Tesla pour extraire le lithium ?

En ce qui concerne l'extraction du lithium, du point de vue du brevet, Tesla utilise des ions sodium/magnésium comme sources de cations.

Dans le cas du chlorure de sodium, qui est mélangé avec de l'eau et de l'argile, le lithium de la couche intermédiaire est plus attiré par l'eau que le sodium du chlorure de sodium.

Cela signifie que, dans les bonnes conditions, une partie du sodium contenu dans le chlorure de sodium peut échanger sa place avec le lithium, libérant ce dernier dans la solution.

En même temps, comme seul le lithium est "sélectionné", la structure cristalline du minéral argileux qui limite les impuretés ne sera pas détruite, ce qui réduit les coûts de production. De plus, l'argile retourne plus facilement à son environnement naturel si l'on utilise de l'eau et du sel à la place de l'acide.

Cependant, l'extraction de la couche intermédiaire pose deux problèmes : d'une part, la faible teneur en lithium de la couche intermédiaire mentionnée ci-dessus ; d'autre part, le processus d'échange de cations sera relativement lent et nécessitera un catalyseur, tel qu'un acide.

Pour la deuxième question, Tesla a donné la réponse dans le brevet : le broyeur à boulets.
Les machines de broyage à haute énergie utilisées par Tesla sont largement connues sous le nom de broyeurs à boulets. L'utilisation d'un broyeur à boulets pour traiter le minerai d'argile est une méthode mécanochimique.

Contrairement au procédé à l'acide sulfurique, qui utilise l'énergie chimique pour décomposer la structure cristalline de l'argile, les broyeurs à haute énergie utilisent l'énergie mécanique pour maintenir la structure cristalline de l'argile relativement intacte.

Les particules d'argile deviennent plus petites et se déforment, mais restent de nature argileuse. Les changements structurels induits par le broyage à haute énergie permettent aux solutions de saumure d'agir sur le lithium dans les cristaux d'argile et d'extraire sélectivement le lithium par échange de cations.

C'est le cœur du processus d'extraction de l'argile de Tesla Lithium, où une action mécanique à haute énergie réduit la taille des particules d'argile, déforme la structure cristalline de l'argile et entraîne des changements chimiques.

Pourquoi le lithium est-il si important pour Tesla ?

Pourquoi Tesla s'est-il donné tant de mal pour se lancer dans le raffinage du lithium ?

Après tout, le raffinage du lithium a atteint une certaine maturité, et Tesla a même étendu ses activités à l'extraction du lithium en amont, comme l'acquisition de Sigma Lithium, une société d'extraction de lithium cotée en bourse au Canada.

La raison directe est que les prix du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium de qualité batterie fluctuent fortement. Malgré les fluctuations du prix du carbonate de lithium en surface, trois logiques profondes sous-tendent l'entrée de Tesla dans l'industrie du raffinage du lithium.

La première est que Tesla souhaite garantir autant que possible la qualité et la sécurité des batteries. Qu'il s'agisse Batterie 18650 ou 4680, les exigences de Tesla en matière de batterie ont évolué avec le temps.

Le second est de réduire les coûts et d'augmenter les bénéfices. Musk a déclaré que si Tesla veut atteindre son objectif de vente annuelle de 20 millions de véhicules, la demande correspondante de batteries sera énorme. Par conséquent, pour Tesla, il est plus rentable de construire sa propre raffinerie de lithium.

La troisième consiste à garantir l'approvisionnement en lithium disponible, de sorte que Tesla contrôle davantage la chaîne d'approvisionnement et peut accepter des matières premières de manière flexible, y compris des déchets industriels et des batteries, formant ainsi un cercle vertueux.

Cela renforcera les capacités d'intégration verticale de Tesla, réduira sa dépendance vis-à-vis de l'extérieur et lui permettra de contrôler fermement la chaîne de production et les coûts.

Tesla va remodeler la structure de l'industrie des matériaux de batterie

Avec la popularisation rapide des véhicules électriques, les batteries au lithium sont considérées comme "le pétrole de la nouvelle ère", et le lithium est devenu un matériau clé dans cette révolution énergétique.

À l'heure actuelle, bien que la technologie de raffinage du minerai de lithium soit relativement mature, il reste encore beaucoup à faire en termes de protection de l'environnement et d'efficacité.

À en juger par les brevets publiés par Tesla, l'entreprise remplace l'extraction traditionnelle à l'acide fort par une technologie mécano-chimique qui permet d'extraire le lithium de manière plus efficace et à moindre coût.

Tout comme Tesla utilise le moulage sous pression en une seule pièce pour améliorer l'efficacité de la fabrication du véhicule, en raison de l'énorme demande de capacité de production, Tesla a également besoin de personnaliser un broyeur à billes différent de celui utilisé dans les industries traditionnelles.

Si la technologie de raffinage du lithium de Tesla fonctionne bien, elle permettra d'obtenir de l'hydroxyde de lithium ou du carbonate de lithium plus efficace et moins coûteux pour les batteries.

La structure industrielle en amont du raffinage du lithium s'en trouvera inévitablement remodelée. fabricants de piles au lithium seront également touchés par ce phénomène. Quant à l'ampleur de son impact, il devrait apparaître progressivement après l'achèvement de la raffinerie de lithium de Tesla en 2025.