الفرق بين مواد البطاريات: كربونات الليثيوم وهيدروكسيد الليثيوم

كربونات الليثيوموهيدروكسيد الليثيوم كلاهما مادتان خامتان لصناعة البطاريات. في السوق، تتذبذب أسعار كربونات الليثيوم وهيدروكسيد الليثيوم بشكل متزامن تقريبًا. ما الفرق بين هاتين المادتين؟

1. عملية التحضير

يمكن استخراج كليهما من الإسبودومين، والفرق في التكلفة ليس كبيرًا، ولكن إذا تم تحويل كل منهما إلى الآخر، فستكون هناك حاجة إلى تكاليف ومعدات إضافية، ولن يكون أداء التكلفة مرتفعًا.

طرق تقنية مختلفة. يعتمد تحضير كربونات الليثيوم بشكل أساسي على طريقة حمض الكبريتيك، وهي الحصول على كبريتات الليثيوم عن طريق تفاعل حمض الكبريتيك مع الإسبودومين، وإضافة كربونات الصوديوم إلى محلول كبريتات الليثيوم، ثم فصلها وتجفيفها لتحضير كربونات الليثيوم؛

تعتمد عملية تحضير هيدروكسيد الليثيوم بشكل أساسي على طريقة القلوية، أي تحميص الإسبودومين وهيدروكسيد الكالسيوم. ويستخدم البعض طريقة ضغط كربونات الصوديوم، حيث يتم أولاً تحضير محلول يحتوي على الليثيوم، ثم إضافة الجير إليه، ومن ثم تحضير هيدروكسيد الليثيوم. باختصار، يمكن استخدام الإسبودومين لتحضير كل من كربونات الليثيوم وهيدروكسيد الليثيوم، لكن طرق التحضير مختلفة، ولا يمكن استخدام معدات مشتركة، كما أن التكلفة متقاربة. إضافةً إلى ذلك، فإن تكلفة تحضير هيدروكسيد الليثيوم من محلول ملحي لبحيرة مالحة أعلى بكثير من تكلفة تحضير كربونات الليثيوم.

تُعدّ الصعوبة التقنية لتحويل كربونات الليثيوم إلى هيدروكسيد الليثيوم منخفضة، إلا أن التكلفة وفترة الإنشاء تُشكلان عائقًا نسبيًا. تُستخدم طريقة التكليس لتحضير هيدروكسيد الليثيوم من كربونات الليثيوم، حيث يُنتج هيدروكسيد الليثيوم بتفاعل هيدروكسيد الكالسيوم الموجود في كربونات الليثيوم. هذه العملية معقدة نسبيًا، وتتطلب إنشاء خط إنتاج خاص. تبلغ تكلفة الإنتاج للطن الواحد 6000 يوان على الأقل، دون احتساب الاستهلاك، وما إلى ذلك. مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل تقييم الأثر البيئي، فإن فترة الإنشاء تتراوح بين سنة وسنتين على الأقل. عندما يكون سعر كربونات الليثيوم أعلى من سعر هيدروكسيد الليثيوم، تُباع كربونات الليثيوم مباشرةً باستخدام طريقة التكليس دون الحاجة إلى إنتاج هيدروكسيد الليثيوم.

يُعدّ تحضير كربونات الليثيوم من هيدروكسيد الليثيوم أسهل، ولكنه يتطلب تكاليف إضافية. يُمكن الحصول على محلول كربونات الليثيوم بإضافة ثاني أكسيد الكربون إلى محلول هيدروكسيد الليثيوم، ثم فصله وترسيبه وتجفيفه للحصول على كربونات الليثيوم. وبالمثل، تتطلب هذه العملية إنشاء خط إنتاج خاص، كما تتطلب تكاليف إضافية. ٢. من حيث مجالات التطبيق، ونظرًا لأن البطاريات الثلاثية عالية النيكل تتطلب درجات حرارة تلبيد منخفضة، فقد أصبح هيدروكسيد الليثيوم ملح الليثيوم الأساسي لتحضير المواد الثلاثية عالية النيكل. كما يُستخدم هيدروكسيد الليثيوم أيضًا في تحضير منتجات فوسفات حديد الليثيوم (LFP) بالطريقة الحرارية المائية.

يتطلب كل من وكالة مكافحة الجريمة الوطنية وNCM811 استخدام هيدروكسيد الليثيوم المستخدم في صناعة البطاريات، بينما يمكن استخدام هيدروكسيد الليثيوم أو كربونات الليثيوم في NCM622 وNCM523. وبشكل عام، تتميز المنتجات المصنعة باستخدام هيدروكسيد الليثيوم بوظائف أفضل.

على وجه التحديد: درجة حرارة التلبيد: عادةً ما تكون درجة حرارة تلبيد مواد الأقطاب الموجبة الثلاثية من السلسلة 8 وما فوق منخفضة. في حال استخدام كربونات الليثيوم كمصدر لليثيوم، فمن السهل حدوث تحلل غير كامل نتيجةً لعدم كفاية درجة حرارة التكليس، ووجود كمية زائدة من الليثيوم الحر على سطح القطب الموجب، وارتفاع القلوية، وزيادة الحساسية للرطوبة؛ لذلك، تستخدم الأقطاب الموجبة الثلاثية عالية النيكل عادةً هيدروكسيد الليثيوم كمصدر لليثيوم.

سعة التفريغ / كثافة التفريغ: باستخدام هيدروكسيد الليثيوم كمادة مصدر لليثيوم، تصل سعة التفريغ الأولى إلى 172 مللي أمبير/غرام، كما أنها تتمتع بكثافة تفريغ أفضل ومعدل أعلى لأداء الشحن والتفريغ.

الاتساق: يتمتع هيدروكسيد الليثيوم بمزايا على كربونات الليثيوم من حيث الاستقرار والاتساق، وهو أكثر ملاءمة لمواد الأقطاب الموجبة عالية الجودة.

عمر الدورة: جزيئات المواد الثلاثية المحضرة باستخدام هيدروكسيد الليثيوم كمصدر لليثيوم تكون أكثر تجانسًا، مما يمكن أن يحسن بشكل كبير من عمر دورة المواد الثلاثية.