리튬이온배터리에 쓰이는 대표적인 리튬은 탄산리튬, 수산화리튬이 있어요. 현재 전기차시장이 커짐과 동시에 언론에서는 수산화리튬수요가 계속 증가할 것이라고 하는데, 왜 탄산리튬이 아니고 수산화리튬인지를 알려면 둘의 차이를 알 필요가 있다고 생각했습니다. 그래서, 준비했어요. 탄산리튬과 수산화리튬의 차이입니다.
우선, 밑에 간단하게 탄산리튬과 수산화리튬의 생산과정표를 보고 가시죠.
경암형광물이란 딱딱한 암석 중 상대적으로 두 번째로 강도가 쌘 암석을 경암이라고 해요. 거기서 나오는 광물을 경암형광물이라 하고요. 이것을 분쇄해서 가열하고 여과시키면 탄산리튬과 수산화리튬을 동시에 얻을 수가 있어요.
염수형광물은 소금물 속 광물이라 생각하면 됩니다. 대표적으로 염호(염수를 품은 호수)가 있죠. 이 염호에서도 탄산리튬과 수산화리튬을 얻을 수 있지만, 순서가 있습니다. 소금물을 우선 가열시키면 탄산리튬이 나오는데요. 이 탄산리튬을 가공하면 수산화리튬이 탄생해요.
사실, 탄산리튬과 수산화리튬이 많이 다를 것 같지만 화학식으로 보면 거의 비슷해서 돌덩이와 소금호수에서 왜 나오는지를 이해하기 쉬울거에요. 화학식으로는 탄산리튬 : Li2CO3 / 수산화리튬 : LiOH이죠.
탄산리튬에는 수소(H)대신 탄소(C)가 있는 것이구요. 수산화리튬에선 반대로 탄소대신 수소가 있는 것이죠. 결국, 탄소와 수소 차이입니다.
하지만, 이러한 작은 차이가 큰 결과를 만들어내고 있어요. 그것은 바로 수산화리튬이 배터리 양극재 소재 니켈(Ni)과 합성이 쉬워 주목받고있다는 점이에요. 수소(H)는 우주에서 가장많은 수를 차지하고 있을 만큼 가장 흔해 모든 원자 중 가장 앞선 번호 1번을 갖고있죠. 이렇게 흔하고 많은 수소는 다른 원자들과 잘 결합하는 특성때문에, 수산화리튬도 니켈과 잘 결합합니다.
앞선 양극재, 음극재를 다룬 글(https://lsnb.tistory.com/91)에서 양극재의 삼원계 니켈, 코발트, 망간 중에 코발트가 콩고민주공화국에 60% 이상 의존적이고 이 또한 중국이 다 가져간다고 설명했었는데요. 그러다 보니 코발트를 대체하기 위해 니켈비중을 높이고 있다고 말했었어요. 일명 하이니켈이라고 하죠.하이니켈배터리의 성장과 맞물려 함께 수산화리튬의 수요도 증가하게 된 것입니다. 그러니까, 언론에서 수산화리튬의 수요가 증가한다고 할 때, 이해하실 수 있을 겁니다.
그렇다면, 탄소를 가지고 있는 탄산리튬은 어떨까요? 탄산리튬은 니켈과 잘 결합하지못하기 때문에, 니켈의 비중이 적은 것들에 많이 들어가요. 예를 들면, 니켈을 사용하지 않는 리튬인산철배터리(LFP : Li +Fe +Po)에 주로 쓰이죠. 또한, 우리가 사용하는 가전기기, IT기기 같은 것들에 대부분 탄산리튬이 쓰여요. 굳이 비싼 니켈이 들어가지 않은 제품에 대부분 탄산리튬이 들어가있다고 생각하면 되요. 니켈은 에너지밀도를 높여주기 때문에, 전기차처럼 배터리가 오래지속해야하거나 높은 출력을 원할 때 니켈이 쓰입니다.
아르헨티나에 아르헨 염호를 소유하고 있는 'POSCO홀딩스 쉽게이해'를 참고하고 투자아이디어를 얻으시길 바랍니다.
리튬에 대한 미래는 '리튬 앞으로의 전망'에 대한 글을 직접 제가 포스팅했어요.
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