녹색 기술로의 전 세계적 전환으로 인해 리튬 수요가 극적으로 증가했습니다. 풍부하지만 고르지 않게 분포되어 있는 이 중요한 광물은 에너지 저장 및 운송 전기화에 필수적입니다. 국제에너지기구(International Energy Agency)에 따르면 2040년까지 리튬 수요는 2020년 수준의 42배.
리튬이온 배터리는 전기자동차에 전력을 공급하고 풍력, 태양광 등 재생에너지를 저장하는 데 사용됩니다. 2023년에는 배터리 수요가 750GWh 돌파2022년보다 40% 증가했습니다. 높은 에너지 밀도긴 사이클 수명 및 효율적인 방전 용량을 갖춘 이러한 배터리는 에너지 저장 및 전기 이동성 분야에서 매우 중요해졌습니다.
2040년까지, 3분의 2 이상 승용차 중 전기 자동차가 될 것입니다. 리튬이온 배터리도 중요하다. 그리드 스토리지 에너지 입력과 출력의 균형을 유지하여 그리드 신뢰성을 보장하는 시스템입니다.
효율성과 가벼운 특성으로 인해 스마트폰과 같은 휴대용 전자 제품에 필수적입니다. 2022년에만 약 13억 9천만 대의 스마트폰주로 리튬 이온 배터리로 구동되는 는 전 세계적으로 판매되었습니다.
그러나 특히 이러한 배터리를 제조하는 데 사용되는 구성 요소의 수요 공급 불일치는 기하급수적으로 성장하는 시장에 몇 가지 과제를 제기합니다.
전기 자동차(즉, 리튬 이온 배터리)의 주요 시장에는 미국, 유럽 및 중국이 포함됩니다. 인도는 그 중 하나입니다. 최대 수입국 리튬이온 배터리의 시장 규모와 리튬이온 배터리 시장 규모는 추정된 2024년에는 47억 1천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 2029년에는 131억 1천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
문제는 압도적인 의존도 중국의 리튬 및 리튬 이온 배터리 정제 및 생산에 대해 여러 국가의 지속 가능성 목표에 중대한 도전을 제기하고 있습니다.
리튬 공급망의 과제
리튬이온 배터리 생산은 복잡한 글로벌 공급망. 이는 광산 회사가 광물을 추출하고 현장에서 정제하여 배터리급 원자재를 생산하는 것부터 시작됩니다. 원자재에는 일반적으로 리튬, 코발트, 망간, 니켈 및 흑연이 포함됩니다.
제조업체는 이러한 원자재를 구입하여 이를 사용하여 양극 및 음극 활성 배터리 재료를 생산합니다. 이러한 활성 물질은 거래자가 구매하여 배터리 셀을 생산하는 회사에 판매됩니다.
배터리 제조사는 배터리 셀을 모듈로 조립한 뒤 포장해 자동차 제조사 등 구매자에게 판매하고, 완성된 배터리는 전기차에 탑재된다.
문제는 주요 원자재인 리튬의 가용성, 가공 및 정제, 그리고 마지막으로 활성 물질의 생산에서 시작됩니다. 알려진 리튬 매장량의 거의 80%가 남미 4개국에 있습니다. 리튬 삼각형 아르헨티나, 볼리비아, 칠레, 호주. 그러나 시장은 자체 보유량이 부족한 중국이 지배하고 있습니다.
중국은 7% 미만의 매장량을 보유하고 있음에도 불구하고 세계 최대 리튬의 수입업자, 정제업자, 소비자입니다. 전 세계 리튬 제품의 60%, 전체 리튬이온 배터리의 75%가 리튬이온 배터리입니다. 중국에서 생산. 이는 주로 중국 전기차 시장에 활력을 불어넣고 있다. 이는 세계 전체의 60%에 해당합니다.
미국, 유럽, 인도가 리튬이온 배터리 팩 생산을 시작했지만, 리튬이온 배터리 가치 사슬의 가장 중요한 구성 요소인 양극 및 음극 활물질의 생산은 여전히 중국에 집중되어 있습니다. 리튬 이온 셀의 화학적 성질에 따라 양극 활성 물질은 셀의 35~55%를 구성하고 양극 활성 물질은 14~20%를 차지합니다. 리튬이온 배터리 공급을 늘리려는 국가는 이러한 부품 생산에 집중해야 합니다.
오늘은 중국을 대표하는 거의 90% 글로벌 양극활물질 제조능력의 97% 이상, 음극활물질 제조능력의 97% 이상을 차지하고 있다. 남은 제조능력 격차는 한국과 일본이 메우고 있다.
리튬 이온 전지의 보다 지속 가능하고 비용 효율적이며 에너지 밀도가 높은 화학을 개발하려는 노력이 진행 중입니다. 예를 들어, 니켈, 망간, 코발트의 조합으로 양극 활물질을 만드는 NMC 배터리 셀이 있습니다. 니켈 에너지 밀도를 증가시키고, 열 안정성과 안전성을 높이기 위해 망간과 코발트를 사용합니다. 그런 다음 NCA 셀 또는 니켈 코발트 알루미늄 산화물 셀이 있는데, 여기서 망간을 알루미늄으로 대체하여 안정성을 높입니다. 가장 탐나는 전지 화학 기술 중 하나는 리튬 코발트 산화물입니다. 와 함께 높은 비에너지와 긴 작동 시간스마트폰, 태블릿, 노트북 및 카메라에 이상적인 것으로 간주됩니다.
그러나 셀 화학의 핵심은 인산철리튬 배터리인 LFP입니다. 열 안정성으로 인해 LFP 배터리는 더 안전하고 수명이 길어집니다. 특히 독립형 태양광 시스템에 적합 그리고 전기 자동차. 또한 고온 조건에서도 잘 작동하며, 물질이 없기 때문에 환경 친화적입니다. 코발트.
오늘날 LFP는 배터리 제조 분야에서 작은 비중을 차지했지만 배터리 산업의 떠오르는 스타로 성장했습니다. LFP 배터리 셀이 전원을 공급하고 있습니다. 전기차 수요의 40% 이상 차지 이는 2020년에 기록한 점유율의 두 배 이상입니다.
NMC와 LFP 모두의 망간 함량을 높이려는 노력도 진행 중입니다. 이 작업은 다음과 같이 수행됩니다. 에너지 밀도를 높이다 LFP 배터리의 비용을 낮게 유지하고 NMC 셀의 높은 에너지 밀도를 유지하면서 비용을 절감합니다.
국내 생산 확대
에너지 저장을 비용 효율적으로 만들고 리튬과 같은 중요한 광물에 대한 의존도를 줄이는 대안은 다음과 같습니다. 나트륨 이온 배터리. 이러한 배터리에는 여전히 니켈, 망간과 같은 일부 중요한 미네랄이 필요하지만 리튬에 대한 의존도는 줄어듭니다. LFP와 마찬가지로 나트륨 이온 배터리도 처음에는 미국과 유럽에서 개발되었습니다.
하지만 여기서도 중국이 주도권을 잡았습니다. 생산능력 전 세계를 합친 것보다 약 10배 더 많은 것으로 추산됩니다.
원자재 가격은 나트륨 이온 배터리가 리튬 배터리를 대체하는 데 큰 요인입니다. 현재 가격이 낮아 투자가 부진하고 확장 계획을 미루다.
그리고 나트륨 이온 배터리 제조에 필요한 고품질 양극재 및 음극재와 같은 공급망 병목 현상이 있습니다. 이러한 문제가 해결될 때까지 국가는 리튬 이온 배터리 생산량을 늘리기 위해 자체 역량을 구축해야 합니다.
에이 소수의 회사 인도에서는 제조 프로젝트를 시작했습니다. 정부의 지원그리고 다른 많은 사람들도 그렇게 할 계획입니다. 그러나 이들 제품과 전 세계 다른 제품의 성공 여부는 양극 및 음극 활물질, 분리막, 전해질 등 리튬이온 가치사슬 구성요소의 국산화에 달려 있습니다.
구분 기호는 다음과 같이 작동합니다. 양극과 음극을 분리 단락을 방지하는 활물질; 또한 열 안정성과 안전성을 포함하여 전지의 전반적인 작동에 기여합니다.
몇 가지 인도 기업 현재 국내는 물론 글로벌 리튬이온 배터리 공급망을 위한 리튬이온 양극재와 음극활물질, 분리막 생산에 박차를 가하고 있습니다. 나트륨이온 및 알루미늄 기반 배터리의 활성원료 생산 기술도 개발했다.
이러한 혁신은 현재 배터리 원자재 수입에 크게 의존하고 있는 인도와 같은 국가의 에너지 전환 목표에 매우 중요할 것입니다.
원래 아래에 출판됨 크리에이티브 커먼즈 ~에 의해 360정보™.
