리튬: EV 혁명을 촉진하는 화이트 골드

Jan 16, 2024

"화이트 골드"라고도 불리는 리튬은 오늘날 그 어느 때보다 수요가 많았습니다. 이 부드러운 은빛 금속은 전기 자동차(EV) 배터리가 더 많은 에너지를 저장하고 더 오래 사용할 수 있도록 해줍니다.

지금 이 글을 읽고 있는 여러분이 사용하고 있는 장치는 무엇이든 리튬 이온 배터리로 구동될 가능성이 높습니다. 그리고 당신이 전기 자동차를 운전하고 있다면, 이 배터리가 전기 자동차에도 전력을 공급합니다.

EV 및 에너지 저장 분야가 지속적으로 성장함에 따라 배터리 등급 리튬에 대한 수요는 향후 몇 년 동안 급격히 증가할 것입니다. 리튬이온 배터리는 저탄소 세계 경제로 전환하는 데 필수적인 구성 요소입니다.

그리고 전 세계 자동차 판매의 10%를 전기차가 차지하고 있기 때문에 배터리 제조업체는 더 많은 리튬을 공급하기 위해 고군분투하고 있습니다.

그렇다면 리튬은 실제로 지구에서 EV로 어떻게 이동하며 이 배터리는 실제로 어떻게 작동합니까? 이 글을 보면 알게 될 것입니다.

이 금속이 어떻게 추출되는지, 전기 장치와 EV에 전력을 공급하는 방법에 대해 설명하겠습니다. 또한 리튬 시장에 대한 중요한 사실과 수치, 그리고 시장이 얼마나 낙관적일 수 있는지도 배우게 됩니다.

하지만 먼저 금속 요소 자체부터 시작하여 기본부터 살펴보겠습니다.

리튬(Li)은 모든 금속 중에서 가장 가볍습니다. 특히 알칼리 금속이라고 불리는 원소 그룹에 속합니다. 반응성이 높거나 항상 전자를 흘리기를 원합니다. 또한 밀도가 가장 낮고 작은 공간에 많은 에너지를 저장할 수 있어 배터리 제작에 이상적이다.

부드러운 은백색 외관 때문에 '화이트 골드'라고도 불리는 리튬은 EV뿐만 아니라 노트북, 휴대폰 등 다양한 기기에 사용되는 2차 전지 제조에 사용되는 핵심 금속입니다.

EV 자동차 제조업체는 가볍고 빠르게 충전할 수 있는 리튬이온 배터리를 선호합니다.

배터리와 EV에 사용되는 리튬은 탄산리튬과 수산화리튬의 두 가지 주요 유형으로 제공됩니다.

탄산리튬은 광범위한 산업 용도를 가지고 있습니다. EV 배터리 제조 외에도 탄산리튬은 바닥 처리제, 시멘트 강화제, 접착제 및 합금 생산에도 유용합니다. 이 화합물은 세계보건기구(WHO)에 의해 양극성 장애 치료를 위한 필수 약물로 등록되기도 했습니다.

탄산리튬은 수산화리튬으로 전환될 수도 있으며, 이는 고성능 및 오래 지속되는 EV 배터리 제조에 선호됩니다.

세계 최대 규모의 알칼리 금속 생산업체 중 일부는 두 가지 유형의 리튬을 모두 생산하는 반면 소규모 업체는 한 가지 유형만 생산하는 데 중점을 둡니다. 그렇다면 그들은 어떻게 이 금속을 추출하여 전기 자동차에 전력을 공급할 수 있도록 준비합니까?

현재 지구에서 리튬을 추출하는 두 가지 주요 방법이 있습니다.

미국에서는 물이 많고 짠 염수 또는 소위 '살라'에서 물질을 채굴합니다.

현재까지 미국에는 위에 표시된 네바다주의 Silver Peak에서 발견된 리튬 광산이 단 하나뿐입니다. 그러나 금속에 대한 수요가 치솟으면 곧 더 많은 정유 공장이 세워질 것입니다.

실제로 Tesla는 북미 최초의 리튬 정제소를 텍사스에 건설할 예정입니다. 선도적인 EV 제조업체가 완료하는 데 약 10억 달러의 비용이 소요됩니다.

오늘날 상업용 리튬 생산의 대부분은 살라에서 리튬을 추출하는 공급업체에서 나옵니다. 대부분의 채굴은 아르헨티나, 칠레, 볼리비아가 만나는 안데스 산맥의 리튬 삼각지대에서 이루어집니다.

지하의 염수는 표면으로 펌핑되어 일련의 증발 연못으로 들어갑니다. 최대 2년 또는 그 이전의 기간 동안 물이 증발하고 염수의 구성이 변경됩니다. 이는 또한 수영장의 색상을 더 밝은 파란색으로 변경합니다.

그런 다음 불순물과 기타 원치 않는 요소를 제거하기 위해 석회와 탄산나트륨 슬러리를 염수에 첨가합니다. 리튬 농도가 충분히 높으면 염수는 금속 여과를 위해 회수 시설로 펌핑됩니다.

소금물이 마르면 더 많은 정화가 필요한 흰색 분말이 남습니다. 분말이 최종 화학적 변형을 거친 후에는 이제 배터리에 사용할 수 있는 고체 금속이 됩니다.