배터리 소재인 탄산리튬과 수산화리튬의 차이점

탄산리튬그리고수산화리튬 리튬 탄산염과 리튬 수산화물은 모두 배터리의 원료입니다. 시장에서 이 두 물질의 가격은 대체로 함께 오르내립니다. 이 두 물질의 차이점은 무엇일까요?

1. 준비 과정

둘 다 스포듀민에서 추출할 수 있고 비용 차이도 크지 않지만, 두 물질을 서로 변환하려면 추가 비용과 장비가 필요하므로 비용 대비 효율이 높지 않습니다.

다양한 기술적 경로. 탄산리튬의 제조는 주로 황산법을 사용하는데, 이는 황산과 스포듀멘을 반응시켜 황산리튬을 얻고, 황산리튬 용액에 탄산나트륨을 첨가한 후 분리 및 건조하여 탄산리튬을 제조하는 것이다.

수산화리튬의 제조는 주로 알칼리법, 즉 스포듀멘과 수산화칼슘을 소성하는 방법을 사용하며, 일부는 소위 탄산나트륨 가압법을 사용하는데, 이는 먼저 리튬 함유 용액을 제조한 후 용액에 석회를 첨가하여 수산화리튬을 제조하는 방식입니다. 요컨대, 스포듀멘은 탄산리튬과 수산화리튬 모두를 제조하는 데 사용할 수 있지만, 공정 경로가 다르고 장비를 공유할 수 없으며 비용 차이도 크지 않습니다. 또한, 염호 폐수로부터 수산화리튬을 제조하는 비용은 탄산리튬을 제조하는 비용보다 훨씬 높습니다.

탄산리튬을 수산화리튬으로 전환하는 기술적 난이도는 낮지만, 비용과 건설 기간이 상대적으로 많이 소요됩니다. 탄산리튬으로부터 수산화리튬을 제조하는 데에는 가성소다법이 사용됩니다. 수산화리튬은 탄산리튬에 수산화칼슘을 첨가하여 반응시켜 생산됩니다. 이 공정은 비교적 복잡하며, 특수 생산 라인을 구축해야 합니다. 톤당 생산 비용은 감가상각비 등을 제외하고도 최소 6,000위안입니다. 환경영향평가 등의 요소를 고려하면 건설 기간은 최소 1~2년입니다. 탄산리튬 가격이 수산화리튬 가격보다 높을 경우, 탄산리튬 가성소다법은 수산화리튬을 추가 생산하지 않고 탄산리튬을 직접 판매하는 방식으로 운영됩니다.

수산화리튬으로부터 탄산리튬을 제조하는 것이 더 간단하지만 추가 비용이 발생합니다. 수산화리튬 용액에 이산화탄소를 첨가하면 탄산리튬 용액을 얻을 수 있고, 이를 분리, 침전 및 건조하여 탄산리튬을 얻을 수 있습니다. 마찬가지로 이 공정도 특수 생산 라인 구축이 필요하며 추가 비용이 발생합니다. 2. 응용 분야 측면에서, 고니켈 삼원계 배터리는 낮은 소결 온도를 요구하기 때문에 수산화리튬은 고니켈 삼원계 소재 제조에 필수적인 리튬염이 되었습니다. 또한 수열합성법으로 리튬인산철(LFP) 제품을 제조하는 데에도 수산화리튬이 필요합니다.

NCA와 NCM811은 배터리 등급의 수산화리튬을 사용해야 하지만, NCM622와 NCM523은 수산화리튬 또는 탄산리튬을 모두 사용할 수 있습니다. 일반적으로 수산화리튬을 사용하여 생산된 제품이 더 우수한 성능을 보입니다.

구체적으로: 소결 온도: 8 시리즈 이상의 삼원계 양극재는 일반적으로 소결 온도가 낮습니다. 리튬 공급원으로 탄산리튬을 사용할 경우, 소성 온도가 부족하여 불완전 분해가 발생하기 쉽고, 양극 표면에 과도한 유리 리튬이 생성되며, 알칼리성이 지나치게 강해지고 습도에 민감해집니다. 따라서 고니켈 삼원계 양극재는 일반적으로 리튬 공급원으로 수산화리튬을 사용합니다.

방전 용량/탭 밀도: 수산화리튬을 리튬 공급원으로 사용할 경우, 첫 방전 용량이 172mAh/g에 달하며, 탭 밀도가 우수하고 충방전 속도가 더 빠릅니다.

일관성: 수산화리튬은 탄산리튬에 비해 안정성과 일관성 면에서 이점이 있으며, 고급 양극재에 더욱 적합합니다.

수명 주기: 수산화리튬을 리튬 공급원으로 사용하여 제조한 삼원계 소재의 입자는 더욱 균일하여 삼원계 소재의 수명 주기를 크게 향상시킬 수 있습니다.