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Las baterías de ion de litio aceleran la demanda de litio
- Aug 27, 2018 -

Las baterías de iones de litio aceleran la demanda de litio

El aumento de los precios de la gasolina y una mayor conciencia del consumo ecológico han llevado a la industria automotriz global a reexaminar sus sistemas impulsados por electricidad, y las baterías recargables de iones de litio han surgido ahora como la tecnología apropiada para vehículos eléctricos híbridos (HEV).

Los analistas señalaron que, desde la perspectiva de las emisiones cercanas a cero, las ventas de litio para baterías de vehículos eléctricos híbridos (HEV) superarán los $ 500 millones en 2015.

Actualmente, Rockwood Holdings, Sociedad Quimicay Minera (SQM) y FMC de Chile son los productores de litio más grandes del mundo, y sus beneficios se deben a la gran cantidad de nuevas aplicaciones de litio.

1. Perspectivas para el desarrollo de baterías de iones de litio para vehículos

El uso de litio en baterías de iones de litio ha sido confirmado. La primera etapa de la aplicación es un teléfono móvil, que requiere aproximadamente 1/10 onzas de carbonato de litio por batería. La segunda etapa de la aplicación es una computadora portátil, que requiere aproximadamente 10 veces la cantidad de carbonato de litio utilizado.

Las baterías de litio utilizadas en los vehículos eléctricos híbridos enchufables (HEV) requieren más de 100 veces la cantidad de litio que se usa en las computadoras portátiles.

Se espera que las baterías de iones de litio sean la clave para el rendimiento de HEV, y los vehículos eléctricos híbridos enchufables (HEV) usan dos sistemas, un motor de combustión y un propulsor eléctrico. El HEV incluye un sistema híbrido enchufable (PHEV) que puede ser alimentado por la energía de la batería durante una cierta distancia antes de almacenar el motor de combustión debido a la suficiente energía almacenada. Además, el vehículo eléctrico puro (EV) no tiene un motor de combustión y solo funciona con la batería. Se espera que las baterías de iones de litio hagan que el precio y el rendimiento de los vehículos eléctricos híbridos enchufables (HEV) sean comparables a los de los vehículos propulsados por gas natural.

Aunque los hidruros de níquel-metal se han usado en la mayoría de las baterías HEV, dichas baterías son más grandes y menos poderosas que las baterías fabricadas químicamente con iones de litio. El versátil vehículo eléctrico híbrido Prius de Toyota funciona con una batería de hidruro de metal de níquel. Toyota dijo que venderá 1 millón de vehículos híbridos anualmente para 2010.

Hay oportunidades para que los fabricantes de productos químicos inviertan en vehículos eléctricos híbridos enchufables (HEV). Rockwood ha desarrollado sales de sal de litio patentadas que ayudan a superar algunos de los desafíos de la química de la batería. SQM ha formado una alianza comercial con los principales productores de cátodos en Europa, Japón, Corea y los Estados Unidos para desarrollar baterías de iones de litio para vehículos.

Sin embargo, la producción a gran escala de la industria automotriz en HEV está todavía en su infancia, y la cantidad de litio que se usa en las baterías de automóviles todavía es pequeña. El fuerte crecimiento de la demanda de otros usuarios finales y el precio correcto seguirán respaldando el crecimiento de la demanda de litio.

Según el pronóstico de Bank of America Kevin McCarthy, las ventas de litio para baterías HEV aumentarán a aproximadamente $ 600 millones en 2015. Según el análisis, HEV tiene muchas oportunidades de desarrollo a largo plazo para el litio. Se estima que alrededor de 1 millón de vehículos eléctricos híbridos se venderán en 2010, y las ventas se duplicarán para 2015. Bank of America Kevin McCarthy espera que para 2015, el uso de la batería representará casi la mitad de los ingresos de litio y el uso de la batería de vehículos eléctricos puros aumentará de menos del 1% de los ingresos totales de litio en 2007 a 1/4 en 2015.

Los ingresos totales de Rockwood de 2007 de carbonato de litio, metal de litio y compuestos derivados de carbonato de litio alcanzaron aproximadamente $ 450 millones. Las ventas de litio de FMC en 2007 fueron de $ 210 millones. Al igual que Rockwood, FMC produce carbonato de litio de uso general y productos de litio descendentes dedicados. SQM es el principal productor mundial de carbonato de litio, con ingresos en 2007 de derivados de litio y litio de $ 179.8 millones.

Los usuarios finales de baterías y farmacéuticos representan aproximadamente el 40% del suministro de litio de Rockwood. Los analistas creen que, en el corto plazo, la demanda de litio estará impulsada principalmente por la fuerte demanda de butil litio en el sector farmacéutico y la demanda de carbonato de litio e hidróxido de litio en otras aplicaciones de baterías.

El consumo de carbonato de litio para baterías ha aumentado a una tasa de dos dígitos en ausencia de una gran demanda de producción de HEV. La demanda aumentó en casi un 20% en 2007 y se espera que continúe creciendo a un ritmo superior al 10% en el mediano plazo.

Además de las aplicaciones de baterías, en el mediano plazo, existen grasas, hidróxido de litio para aceites lubricantes, carbonato de litio para vidrio y fusiones de vidrio y carbonato de litio para aire acondicionado.

Con la introducción acelerada de HEVs de litio-ion en el mercado comercial, la compañía de baterías Johnson Controls-Saft lanzó la primera planta de producción de baterías HEV a gran escala en Francia en enero de 2007 y ha producido vehículos eléctricos Clase Híbridos con Mercedes. Firmó un contrato para el suministro de baterías de iones de litio, y el vehículo eléctrico Clase Híbrido se comercializó a principios de 2009. La japonesa NEC Electronics producirá 13,000 baterías de iones de litio por año para 2009 y se expandirá a 65,000 unidades para 2010 para ser utilizado en Vehículos eléctricos híbridos Nissan.

Algunos fabricantes de automóviles están haciendo planes para usar baterías de iones de litio para conducir vehículos eléctricos híbridos. Tesla Motor Company de los Estados Unidos comenzó la producción del vehículo eléctrico híbrido 2008 Tesla Roadster en marzo de 2008 y lanzará el modelo 2009. Matsushita EV Energy Co., una empresa conjunta entre Toyota y Matsushita, limitó la producción de baterías de iones de litio para vehículos en 2009, y pasará a la producción en masa en 2010.

Otros fabricantes de baterías de iones de litio incluyen a LG Chemical Co., de Corea del Sur, que ha firmado un contrato con Hyundai Motor Co., Ltd. para suministrar baterías de iones de litio al vehículo eléctrico híbrido Accent de la compañía desde julio de 2009. El PHEV de Saturno y General Motors ' Voltios EV fueron producidos en masa en 2010. Sanyo Electric Co., Ltd. comenzará la producción de 1.5 ~ 200,000 piezas / año de baterías de iones de litio para su uso en 2011 HEVs. El vehículo eléctrico híbrido de Volkswagen también utilizó la tecnología de batería de ion de litio de Sanyo Electric en 2010.

En 2009, se formó formalmente el mercado automotriz de baterías recargables de iones de litio. Esto se debe a que los fabricantes de automóviles japoneses y extranjeros han comenzado a usar baterías recargables de iones de litio en los automóviles de pasajeros. Entre los fabricantes japoneses, Toyota Motor, Fuji Heavy Industries y Mitsubishi Motors han decidido adoptarlo. En Europa y América, Daimler también dijo que fue adoptado. Además, Nissan Motors, el Audi de Alemania y General Motors de los Estados Unidos también se preparan para adoptar en 2010.

La batería recargable más importante que determina el rendimiento de los vehículos híbridos (HEV) y los vehículos eléctricos (EV) cambiará drásticamente. La razón es que Toyota, Nissan y otros importantes fabricantes japoneses lanzarán modelos con baterías recargables de iones de litio después de 2009.

El tema involucra muchos campos tales como HEV, EV y vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV). Toyota dijo que comenzará la producción de baterías recargables de iones de litio para PHEV en pequeños lotes en Panasonic EV Energy en 2009, y comenzará la producción en masa en 2010.

En 2000, Nissan, que fue el primero en estar equipado con una batería recargable de iones de litio en el modelo "TIno híbrido", también HEVs y EVs producidos en masa equipados con baterías recargables de iones de litio en 2010. El HEV está programado para ser un vehículo de tracción trasera, y una caja de cambios y una batería recargable de iones de litio que se coloca en el compartimiento de equipaje ahora se divulgan. La batería será suministrada por AutomoTIve Energy Supply (AESC), una empresa conjunta entre Nissan y NEC y NEC Dongjin.

Además de Toyota y Nissan, otros fabricantes importantes seguirán utilizando baterías recargables de iones de litio. Fuji Heavy Industries tiene programado producir en masa el EV basado en el "Concepto de Plugin Stella" en 2009. Utilizará la misma batería que Ace, que está hecha de AESC. Además, Mitsubishi Motors comprará baterías fabricadas por Lithium Energy Japan (LEJ), una empresa conjunta con GS Yuasa Corporación (GS Yuasa), y comenzará la producción masiva de EV "i MiEV" en 2009.

Honda planea agregar un nuevo modelo HEV en 2009, y agregó el modelo HEV al Fit en 2010, pero aún no se ha demostrado que utilice una batería recargable de ion de litio en un HEV convencional. Sin embargo, el FCX Clarity, un vehículo híbrido de pila de combustible que la compañía comenzó a alquilar y vender en Japón en noviembre de 2008, está equipado con una batería recargable de iones de litio, que reemplaza el condensador que se ha utilizado anteriormente.

Entre los fabricantes extranjeros, el Audi alemán del Grupo Volkswagen está programado para lanzar HEV en 2010, y la batería recargable de ion de litio será producida en serie por Sanyo Electric en 2009. En el HEV que GM decidió lanzar en 2010, baterías recargables de iones de litio también será producido en serie por Hitachi Vehicle Energy a partir de finales de 2009.

2. La producción de litio continúa expandiéndose

Rockwood, SQM y FMC representan aproximadamente 3/4 de la producción de litio, y algunos pequeños productores en China representan alrededor de un cuarto de la producción de litio. SQM produce aproximadamente el 35% del suministro mundial de carbonato de litio. Rockwood produce aproximadamente el 30% del carbonato de litio del mundo a través de su negocio de especialidades químicas, Chemetall, y la producción de FMC es de aproximadamente 5% a 10%.

En 2009, el consumo mundial de recursos de litio fue de 80,000 toneladas. Se estima que después de 5 años, la demanda de solo 10 millones de vehículos de iones de litio en los Estados Unidos consumirá 100.000 toneladas de recursos de litio. Desde 2005, el precio del litio se ha disparado, de más de 100.000 yuanes por tonelada a más de 600.000 yuanes por tonelada en noviembre de 2009.

En 2008, la producción mundial de litio (expresada como equivalente de carbonato de litio) se estimó en 80,000 toneladas / año. El estado actual de la industria global de carbonato de litio es que el umbral de recursos es extremadamente alto y la capacidad de producción es altamente concentrada. A fines de 2008, la demanda mundial total de carbonato de litio era de aproximadamente 95,000 toneladas. Los principales productores internacionales incluyen SQM de Chile, FMC de los Estados Unidos y Chemtall de Alemania con una capacidad de producción anual combinada de 79,000 toneladas, que representan el 80% de la cuota de mercado global. Debido a que la producción a gran escala de empresas de carbonato de litio debe tener el derecho de explotar los recursos del lago salado con abundantes recursos de litio, esto hace que la industria tenga altas barreras de recursos; por otro lado, la mayoría de los recursos en el lago salado global son altos en magnesio y bajo en litio. Sin embargo, el proceso de purificación y separación de carbonato de litio de alto halógeno de bajo contenido de magnesio y bajo contenido de litio es muy difícil. Anteriormente, estas tecnologías solo estaban en manos de unas pocas compañías extranjeras, lo que hacía que la industria del carbonato de litio tuviera barreras técnicas. Por lo tanto, se ha creado el patrón de oligopolio global de la industria del carbonato de litio.

Los tres proveedores de litio producen principalmente litio a partir del almacenamiento de salmuera del "triángulo de litio" (Argentina, Bolivia y Chile). SQM y Rockwood producen litio de la región chilena de Salar de Atacama, que tiene las ventajas de una alta concentración de litio y una alta tasa de evaporación, y la energía solar puede utilizarse en el proceso de producción. Además de Sudamérica, Rockwood también produce litio a partir de salmueras en Silver Peak, Nevada, EE. UU.

FMC produce litio a partir de su almacenamiento de halógeno de sal en Salar de Hombre Muerto, Argentina, utilizando un proceso de filtración que es más rápido, pero a un costo mayor que otros procesos.

Anteriormente, se extraía litio del depósito de espodumeno. Sin embargo, la producción a través de este proceso, debido a su baja pureza, requiere múltiples pasos de extracción y es un proceso intensivo de energía. Solo China usa una gran cantidad de carbonato de litio de espodumeno.

La capacidad de almacenamiento de América del Sur aún se está expandiendo. SQM está ampliando su capacidad de producción de carbonato de litio de 30,000 toneladas / año a aproximadamente 40,000 toneladas / año en el tercer trimestre de 2008. Si la demanda del mercado es fuerte, también se expandirá a 60,000 toneladas / año.

Salar de Uyuni en Bolivia tiene aproximadamente 5,5 millones de toneladas de almacenamiento de litio.

Admiralty Resources planea desarrollar una mina halógena de sal en Rincon Salara, al norte de Agenyan, que tiene un equivalente de carbonato de níquel de 10.500 toneladas. Después de ser puesto en producción, suministrará aproximadamente el 20% del carbonato de litio del mundo. El objetivo de la compañía es poner en producción en 2009. La unidad mediana de 50 toneladas / año se puso en funcionamiento en abril de 2008.

En la actualidad, la economía de producir litio a partir del "triángulo de litio" todavía tiene una gran ventaja de costo. Sin embargo, el creciente precio del litio está impulsando el desarrollo del almacenamiento fuera de Sudamérica. Norwegian Nordic Mining Company se convirtió en el primer productor de carbonato de litio de Europa en comprar baterías en Finlandia mediante la adquisición de un proyecto de desarrollo de litio en Finlandia. La compañía espera producir 3.300 toneladas / año de carbonato de litio en Finlandia en 2013. El condado de Esmeralda, Nevada, EE. UU. También tiene perspectivas de desarrollar minas de sal de litio, y Black Pearl Mining desarrollará minas de sal de litio en la Gran Cuenca, incluyendo California, Nevada y Utah.

En los últimos 20 años, los productores chinos también han aumentado la producción. China representó aproximadamente una cuarta parte del mercado mundial de litio en 2007. En los próximos dos a cinco años, China ampliará en gran medida su capacidad y se espera que su capacidad de producción aumente a más del doble.

Las materias primas de las baterías de iones de litio son ampliamente utilizadas en China. China es un país de recursos mundiales de litio, especialmente los lagos de sal en Qinghai y el Tíbet tienen una gran cantidad de recursos de litio. El desarrollo de lagos de sal no solo proporciona materias primas para baterías de iones de litio de bajo costo, sino que también contribuye al desarrollo de la región occidental. Al mismo tiempo, el manganeso, el hierro, el vanadio y el fósforo son ricos en recursos en China. El motor síncrono de imanes permanentes tiene las características de pequeño tamaño, peso ligero y alta eficiencia, y China es un país grande de materiales de imán permanente de tierras raras, que proporciona material de garantía para vehículos eléctricos de litio.

China ha descubierto minas de sal de litio en la cuenca del Qaidam, pero la baja concentración de minas de sal en China hace que el precio del litio producido en China sea dos veces más alto que el de SQM y Rockwood.

Sobre la base de investigación independiente y desarrollo de tecnología de extracción de litio y magnesio y tecnología de producción en lagos salados, algunas grandes empresas industriales en China han comenzado a construir bases de producción química de carbonato de litio e hidróxido de magnesio en las profundidades del lago salado de Zabuye y la cuenca Qaidam en años recientes. . En la actualidad, la producción nacional de carbonato de litio se concentra principalmente en Tibet Mining, CITIC Guoan, Western Mining Group, Qinghai Salt Lake Group, Tibet Mining y CITIC Guoan en la mayoría. Las dos compañías en 2008 carbonato de litio La producción total no supera las 4.000 toneladas.

El 12 de octubre de 2009, Toyota Tsusho Corporation (en lo sucesivo, Toyota Tsusho) firmó una intención de cooperación con China CITIC Guoan Information Industry Co., Ltd. (en lo sucesivo, CITIC Guoan). Las dos partes cooperarán en la producción y venta de carbonato de litio de grado de batería y productos derivados. . Toyota Tsusho es una empresa comercial basada en el negocio de grupos de automóviles del Grupo Toyota; CITIC Guoan es una compañía que cotiza bajo el Grupo CITIC. Actualmente posee el Qinghai Xitai Ji Naier Salt Lake, que cubre un área de 570 kilómetros cuadrados. Es una mina de litio líquida. Los depósitos extragrandes tienen excelentes ventajas de recursos en carbonato de litio. Esta es una nueva señal de que la competencia por vehículos de nueva energía ha avanzado a recursos ascendentes.

La Comisión Económica de la Región Autónoma del Tíbet de China anunció a finales de agosto de 2008 que el Tíbet


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