Présentation et comparaison de l'hydroxyde de lithium de qualité batterie

), les nouveaux matériaux (synthèse organique, biomédecine) et les nouvelles énergies (batteries 3C, batteries de puissance, etc.), pour les principaux fabricants de batteries au lithium 3C.
pourrait se référer au top 10 Fabricants de piles au lithium grand public 3C) et d'autres chaînes industrielles complètes du côté de l'application. Cet article présente le processus de production de l'hydroxyde de lithium, un matériau de batterie au lithium, et compare l'analyse du carbonate de lithium.

Introduction de l'hydroxyde de lithium de qualité batterie

L'hydroxyde de lithium est l'un des trois sels de lithium de base de la chaîne de l'industrie du lithium, et ses principales formes comprennent l'hydroxyde de lithium anhydre (LiOH) et l'hydroxyde de lithium monohydraté (LiOH-H2O). L'hydroxyde de lithium monohydraté de qualité batterie est principalement utilisé dans la préparation des matériaux d'électrode positive pour les batteries lithium-ion. Il peut également être utilisé comme additif pour les électrolytes des piles alcalines et est également utilisé dans la fabrication du lithium.

L'hydroxyde de lithium, en tant qu'espèce de sel de lithium centrale en aval de la chaîne de l'industrie du lithium, est une matière première importante dans le domaine des batteries d'énergie, en particulier le matériau de cathode ternaire à haute teneur en nickel largement utilisé dans les batteries d'énergie à haute performance, et constitue une source de lithium centrale indispensable à la production de ces dernières.

Dans le domaine des piles électriques, les matériaux ternaires à forte teneur en nickel se répartissent principalement entre le NCM811 et le NCA. Les entreprises chinoises produisent principalement du NCM811, tandis que les entreprises japonaises et coréennes produisent principalement du NCA. Pour les fabricants chinois spécifiques de matériaux NCM811, veuillez vous référer au top 5. NCM811 matériau de cathode ternaire à haute teneur en nickel entreprises en Chine. À l'heure actuelle, de nombreux véhicules à énergie nouvelle équipés de batteries ternaires à haute teneur en nickel ont une autonomie de plus de 500 km.

Processus de production de l'hydroxyde de lithium

Du point de vue de la technologie de production, l'hydroxyde de lithium peut être produit par une méthode en une étape après la production de sulfate de lithium par acidification, ou le carbonate de lithium brut peut être produit d'abord en extrayant le lithium de la saumure des lacs salés, puis en le caustifiant pour produire de l'oxyde d'hydrogène et de lithium. Il est donc plus avantageux de tenir compte du coût de production de l'hydroxyde de lithium à partir du spodumène.

Étant donné que le système des lacs salés présente un net avantage en termes de coûts pour le carbonate de lithium et que le système des minerais présente un avantage en termes de qualité et aucun inconvénient en termes de coûts pour l'hydroxyde de lithium, la nouvelle capacité de production de composés de lithium dans le système des minerais depuis 2019 est principalement concentrée sur la ligne de produits d'hydroxyde de lithium de qualité batterie.

Toutefois, la nouvelle capacité de production de mica lithium est concentrée dans la ligne de produits du carbonate de lithium, et ses produits de qualité "quasi-batterie" constituent un complément à l'extraction du lithium des lacs salés.

Extraction du lithium à partir du minerai

Le principal inconvénient de l'extraction du lithium à partir de minerais est que, à l'exception de quelques sites à haute teneur en ressources (comme la mine de lithium de Talison-Greenbush), l'utilisation de minerais pour produire du carbonate de lithium et des produits à base de chlorure de lithium se situe généralement entre le milieu et le haut de la courbe des coûts mondiaux.

Du point de vue de la marge de sécurité des coûts, l'extraction du lithium à partir du minerai est plus adaptée à la production de produits de haute qualité tels que l'hydroxyde de lithium pour batteries.

Extraction de lithium à partir de saumures de lacs salés

En ce qui concerne la technologie mature actuelle, l'extraction du lithium des lacs salés est plus appropriée pour être positionnée comme matière première à faible coût pour la production de sels de lithium de base tels que le carbonate de lithium (qualité industrielle/batterie) et le chlorure de lithium.

La production d'hydroxyde de lithium nécessite une caustification sur la base de produits de carbonate de lithium.

Comparaison entre le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium

Le carbonate de lithium et l'hydroxyde de lithium sont tous deux des matières premières pour les batteries. Sur le marché, les prix du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium ne cessent d'augmenter et de diminuer en même temps. Quelle est la différence entre ces deux matériaux？ ?

Comparaison avec le processus de préparation

Les deux peuvent être extraits du spodumène, et le coût n'est pas très différent, mais si les deux sont transformés l'un en l'autre, des coûts et des équipements supplémentaires sont nécessaires, et le rendement en termes de coûts n'est pas élevé. Les itinéraires techniques sont différents. La préparation du carbonate de lithium adopte principalement la "méthode de l'acide sulfurique". Le sulfate de lithium est obtenu par la réaction de l'acide sulfurique et du spodumène, le carbonate de sodium est ajouté à la solution de sulfate de lithium, puis séparé et séché pour préparer le carbonate de lithium ;

L'hydroxyde de lithium est principalement préparé par la "méthode alcaline", c'est-à-dire par la torréfaction du spodumène et de l'hydroxyde de calcium. Certains utilisent également la méthode dite de pressurisation du carbonate de sodium, c'est-à-dire qu'ils préparent d'abord une solution contenant du lithium, puis ajoutent de la chaux à la solution et préparent ensuite de l'hydroxyde de lithium.

En résumé, le spodumène peut être utilisé pour préparer à la fois du carbonate de lithium et de l'hydroxyde de lithium, mais les procédés sont différents, les équipements ne peuvent pas être partagés et il n'y a pas de grande différence de coût. En outre, le coût de la préparation de l'hydroxyde de lithium à partir de la saumure des lacs salés est beaucoup plus élevé que celui du carbonate de lithium.

La conversion du carbonate de lithium en hydroxyde de lithium présente peu de difficultés techniques, mais le coût et la période de construction sont relativement difficiles. La "méthode de caustification" est utilisée pour préparer l'hydroxyde de lithium à partir du carbonate de lithium. Elle participe à la réaction de l'hydroxyde de calcium dans le carbonate de lithium pour produire de l'hydroxyde de lithium. Le processus est relativement sophistiqué.

Cependant, il est nécessaire de construire une ligne de production spéciale. Le coût de production par tonne est d'au moins 6 000 RMB, sans tenir compte de l'amortissement et d'autres facteurs. Compte tenu de facteurs tels que l'évaluation de l'impact sur l'environnement, la période de construction est d'au moins 1 à 2 ans. Lorsque le prix du carbonate de lithium est supérieur à celui de l'hydroxyde de lithium, la méthode de caustification du carbonate de lithium permet de vendre directement le carbonate de lithium sans poursuivre la production d'hydroxyde de lithium.

Il est plus simple de préparer le carbonate de lithium à partir de l'hydroxyde de lithium, mais des coûts supplémentaires sont également nécessaires. Ajouter du dioxyde de carbone à la solution d'hydroxyde de lithium pour obtenir une solution de carbonate de lithium, puis séparer, déposer et sécher pour obtenir du carbonate de lithium. De même, ce procédé nécessite la construction d'une ligne de production spécialisée, ce qui entraîne également des coûts supplémentaires.

Comparaison de l'applicabilité

Étant donné que les piles ternaires à haute teneur en nickel nécessitent une température de frittage plus basse, l'hydroxyde de lithium est devenu un sel de lithium nécessaire pour la préparation des matériaux ternaires à haute teneur en nickel. La préparation de produits à base de phosphate de fer lithié (LFP) par méthode hydrothermique nécessite également l'utilisation d'hydroxyde de lithium.

NCA et NCM811 doivent utiliser de l'hydroxyde de lithium de qualité batterie, tandis que NCM622 et NCM523 peuvent utiliser soit de l'hydroxyde de lithium, soit du carbonate de lithium. D'une manière générale, les performances des produits fabriqués à l'aide d'hydroxyde de lithium sont plus excellentes. En particulier :

Température de frittage : La température de frittage des matériaux cathodiques ternaires des séries 8 et supérieures est généralement basse, si le carbonate de lithium est utilisé comme source de lithium, il est facile de provoquer une décomposition incomplète en raison d'une température de calcination insuffisante, d'une trop grande quantité de lithium libre à la surface de l'électrode positive, d'une alcalinité trop forte et d'une sensibilité accrue à l'humidité ;

C'est pourquoi les cathodes ternaires à haute teneur en nickel utilisent généralement de l'hydroxyde de lithium comme source de lithium. L'utilisation d'hydroxyde de lithium et une température de frittage plus basse peuvent également réduire le mélange des cations et améliorer la stabilité du cycle. En revanche, la température de frittage du carbonate de lithium doit souvent être supérieure à 900°C pour obtenir un matériau aux propriétés stables, et il est difficile de l'utiliser comme source de lithium pour les matériaux ternaires à haute teneur en nickel.

Capacité de décharge/densité de prélèvement : L'hydroxyde de lithium est utilisé comme matériau source de lithium, la capacité de première décharge est aussi élevée que 172mAh/g, et il a une meilleure densité de charge et de meilleures performances de charge et de décharge.

Cohérence : Comparé au carbonate de lithium, l'hydroxyde de lithium présente les avantages d'une bonne stabilité et d'une bonne consistance, et convient mieux aux matériaux cathodiques haut de gamme.

Durée du cycle : Le matériau ternaire préparé avec de l'hydroxyde de lithium comme source de lithium présente des particules plus uniformes, ce qui peut améliorer considérablement la durée de vie du matériau ternaire.

En général, l'hydroxyde de lithium de qualité batterie est meilleur que le carbonate de lithium pour les matériaux ternaires.