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Construindo baterias: Por que lítio e por que hidróxido de lítio?

Pesquisa e descoberta

Parece que o lítio e os hidróxidos de lítio vieram para ficar, por enquanto: apesar da intensa pesquisa com materiais alternativos, não há nada no horizonte que possa substituir o lítio como alicerce da moderna tecnologia de baterias.

Os preços do hidróxido de lítio (LiOH) e do carbonato de lítio (LiCO3) têm apontado para baixo nos últimos meses e a recente agitação do mercado certamente não melhora a situação.No entanto, apesar da extensa investigação sobre materiais alternativos, não há nada no horizonte que possa substituir o lítio como alicerce da moderna tecnologia de baterias nos próximos anos.Como sabemos dos produtores das diversas formulações de baterias de lítio, o diabo está no detalhe e é aqui que se ganha experiência para melhorar gradualmente a densidade energética, a qualidade e a segurança das células.

Com a introdução de novos veículos eléctricos (EV) em intervalos quase semanais, a indústria procura fontes e tecnologia fiáveis.Para esses fabricantes automóveis é irrelevante o que está a acontecer nos laboratórios de investigação.Eles precisam dos produtos aqui e agora.

A mudança do carbonato de lítio para o hidróxido de lítio

Até muito recentemente, o carbonato de lítio tem sido o foco de muitos produtores de baterias EV, porque os projetos de baterias existentes exigiam cátodos que utilizassem esta matéria-prima.No entanto, isso está prestes a mudar.O hidróxido de lítio também é uma matéria-prima essencial na produção de cátodos de baterias, mas atualmente sua oferta é muito menor do que o carbonato de lítio.Embora seja um produto mais específico do que o carbonato de lítio, também é utilizado por grandes produtores de baterias, que competem com a indústria de lubrificantes industriais pela mesma matéria-prima.Como tal, espera-se que os fornecimentos de hidróxido de lítio se tornem ainda mais escassos.

As principais vantagens dos cátodos de bateria de hidróxido de lítio em relação a outros compostos químicos incluem melhor densidade de potência (mais capacidade da bateria), ciclo de vida mais longo e recursos de segurança aprimorados.

Por esta razão, a procura da indústria de baterias recarregáveis ​​apresentou um forte crescimento ao longo da década de 2010, com o uso crescente de baterias de iões de lítio maiores em aplicações automóveis.Em 2019, as baterias recarregáveis ​​representaram 54% da procura total de lítio, quase inteiramente provenientes de tecnologias de baterias de iões de lítio.Embora o rápido aumento das vendas de veículos híbridos e elétricos tenha direcionado a atenção para a necessidade de compostos de lítio, a queda nas vendas no segundo semestre de 2019 na China – o maior mercado de VEs – e uma redução global nas vendas causada por bloqueios relacionados à COVID A pandemia de -19 no primeiro semestre de 2020 colocou “travões” de curto prazo no crescimento da procura de lítio, ao impactar a procura tanto de baterias como de aplicações industriais.No entanto, os cenários a longo prazo continuam a mostrar um forte crescimento da procura de lítio durante a próxima década, com Roskill a prever que a procura exceda 1,0Mt LCE em 2027, com um crescimento superior a 18% ao ano até 2030.

Isto reflete a tendência de investir mais na produção de LiOH em comparação com LiCO3;e é aqui que entra a fonte de lítio: a rocha de espodumênio é significativamente mais flexível em termos de processo de produção.Ele permite uma produção simplificada de LiOH, enquanto o uso de salmoura de lítio normalmente leva ao LiCO3 como intermediário para produzir LiOH.Conseqüentemente, o custo de produção do LiOH é significativamente menor com o espodumênio como fonte em vez da salmoura.É claro que, com a grande quantidade de salmoura de lítio disponível no mundo, eventualmente novas tecnologias de processo deverão ser desenvolvidas para aplicar eficientemente esta fonte.Com várias empresas investigando novos processos, eventualmente veremos isso acontecer, mas por enquanto, o espodumênio é uma aposta mais segura.

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