電池材料である炭酸リチウムと水酸化リチウムの違い

炭酸リチウムそして水酸化リチウムどちらも電池の原料です。市場では炭酸リチウムと水酸化リチウムの価格は基本的に一緒に上がったり下がったりしています。この2つの材料の違いは何ですか？

1. 準備プロセス

どちらもスポジュメンから抽出でき、コスト差はそれほど大きくありませんが、両者を相互に変換する場合は追加のコストと設備が必要となり、コストパフォーマンスは高くありません。

異なる技術ルート。炭酸リチウムの製造は主に硫酸法を採用しており、硫酸とスポジュメンを反応させて硫酸リチウムを得、その硫酸リチウム溶液に炭酸ナトリウムを加え、分離・乾燥して炭酸リチウムを製造します。

水酸化リチウムの製造は主にアルカリ法、つまりスポジュメンと水酸化カルシウムを焙焼して製造する方法を採用していますが、いわゆる炭酸ナトリウム加圧法、つまり最初にリチウム含有溶液を調製し、次に溶液に石灰を加えて水酸化リチウムを調製する方法を採用しているものもあります。つまり、スポジュメンは炭酸リチウムと水酸化リチウムの両方を調製するために使用できますが、プロセスルートが異なり、設備を共有できず、コストに大きな違いはありません。また、塩湖の塩水から水酸化リチウムを調製するコストは、炭酸リチウムを調製するコストよりもはるかに高くなります。

炭酸リチウムを水酸化リチウムに変換する技術的な難易度は低いですが、コストと建設期間は比較的面倒です。炭酸リチウムから水酸化リチウムを製造するには、苛性化法が使用されます。水酸化リチウムは、炭酸リチウムに水酸化カルシウムを反応させて生成されます。プロセスは比較的洗練されていますが、特別な生産ラインを構築する必要があります。減価償却などを考慮しない場合、1トンあたりの生産コストは少なくとも6,000元です。環境影響評価などの要素を考慮すると、建設期間は少なくとも1〜2年です。炭酸リチウムの価格が水酸化リチウムの価格よりも高い場合、炭酸リチウム苛性化法では、水酸化リチウムをさらに生産せずに炭酸リチウムを直接販売します。

水酸化リチウムから炭酸リチウムを製造する方が簡単ですが、追加コストもかかります。水酸化リチウム溶液に二酸化炭素を加えると炭酸リチウム溶液が得られ、その後分離、沈殿、乾燥して炭酸リチウムが得られます。同様に、このプロセスには特別な生産ラインの構築が必要であり、追加コストもかかります。 2. 応用分野の観点から、高ニッケル三元電池はより低い焼結温度を必要とするため、水酸化リチウムは高ニッケル三元材料の製造に必要なリチウム塩となっています。水酸化リチウムは、水熱法によるリン酸鉄リチウム（LFP）製品の製造にも必要です。

カナダ と NCM811 はバッテリーグレードの水酸化リチウムを使用する必要がありますが、NCM622 と NCM523 は水酸化リチウムまたは炭酸リチウムのいずれかを使用できます。一般的に、水酸化リチウムを使用して製造された製品の機能は優れています。

具体的には、焼結温度：シリーズ8以上の三元系正極材料の焼結温度は通常低いです。炭酸リチウムをリチウム源として使用すると、焼成温度が不十分、正極表面の遊離リチウムが多すぎる、アルカリ性が強すぎる、湿度に対する感受性が増すなどの理由で不完全な分解を起こしやすいため、高ニッケル三元系正極では通常、リチウム源として水酸化リチウムを使用します。

放電容量/タップ密度：リチウム原料として水酸化リチウムを使用し、初回放電容量は172mAh/gと高く、タップ密度も優れ、充放電性能も向上しています。

一貫性: 水酸化リチウムは炭酸リチウムよりも安定性と一貫性に優れており、高級正極材料に適しています。

サイクル寿命: リチウム源として水酸化リチウムを使用して製造された三元材料の粒子はより均一であり、三元材料のサイクル寿命を大幅に向上させることができます。