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Sep 02, 2023

Chi fornirà la grafite ai digiuni

Crescita prevista nel mercato delle batterie agli ioni di litio Le previsioni di crescita per le batterie agli ioni di litio variano ampiamente. Per questo articolo, ho selezionato una previsione dal centro del gruppo e da un'azienda

Crescita prevista nel mercato delle batterie agli ioni di litio

Le previsioni di crescita per le batterie agli ioni di litio variano ampiamente. Per questo articolo, ho selezionato una previsione di metà gruppo e di un’azienda che si è avvicinata di più a prevedere correttamente la crescita delle vendite di veicoli elettrici negli ultimi cinque anni. Il grafico seguente proviene da una presentazione fatta da AVICENNE Energy in una conferenza a Montreux nel settembre 2015.

Si prevede che la produzione totale di batterie, espressa in megawattora (MwH), aumenterà da circa 60.000 MwH nel 2015 a un valore compreso tra 160.000 e 195.000 MwH entro il 2025. Tutta questa crescita riguarderà gli ioni di litio, che ora è la tecnologia delle batterie dominante. per una vasta gamma di applicazioni.

Questo aumento della produzione di batterie richiederà un aumento della fornitura delle materie prime necessarie alla produzione della batteria. Questo articolo esamina il potenziale impatto sul mercato mondiale della grafite e la probabile crescita dell'offerta.

Effetto della crescita della LIB sulla domanda di grafite in scaglie naturali

Le batterie al litio per autoveicoli e altre applicazioni contengono tipicamente circa 1 kg di grafite per Kwh di capacità della batteria. La batteria della Tesla (TSLA) Classe S, ad esempio, contiene circa 85 kg di grafite.

La grafite può provenire da grafite in scaglie naturali o da grafite sintetica, solitamente ricavata da coke di petrolio. In passato, i produttori di batterie per applicazioni automobilistiche di fascia alta tendevano a favorire l’uso della grafite sintetica a causa delle variazioni di qualità e delle restrizioni sulla fornitura di grafite naturale, la maggior parte della quale è prodotta da attività minerarie su piccola scala in Cina.

Tuttavia, la tendenza è verso l’uso della grafite naturale meno costosa, che ora rappresenta circa il 65% del mercato della grafite per batterie. La produzione mondiale di grafite naturale è di circa 1,1 milioni di tonnellate, di cui circa il 40% è grafite cristallina in scaglie e il resto è grafite amorfa, più una piccola quantità di grafite in pezzi/vena estratta nello Sri Lanka. La grafite lamellare è il tipo preferito per l'uso nelle batterie agli ioni di litio.

Il grafico sottostante mostra le previsioni per la domanda di grafite in lamelle fino al 2025.

Il grafico è stato preparato utilizzando i dati dell'indagine geologica statunitense fino al 2014. Le previsioni per l'utilizzo senza batterie si basano su un tasso di crescita dell'1,7% annuo (estrapolato dai dati tra il 2000 e il 2014). Le previsioni per la domanda di grafite per batterie si basano sulla crescita prevista della domanda di batterie, presupponendo una ripartizione tra il 65% naturale e il 35% sintetico e una resa di 0,4 tonnellate di grafite per batterie per tonnellata di grafite in scaglie.

Per i dieci anni tra il 2015 e il 2025, la crescita prevista della domanda è di circa 250.000 tonnellate all’anno, di cui 180.000 tonnellate saranno utilizzate nella produzione di batterie agli ioni di litio.

Aggiornamento della grafite in scaglie per l'uso nelle batterie agli ioni di litio

Le miniere di grafite producono tipicamente un concentrato di flottazione di grafite in scaglie che varia dal 90% a circa il 98% di purezza. Per produrre una grafite per batterie dal concentrato di grafite in scaglie, la grafite deve essere purificata a circa il 99,95% e la forma delle particelle di grafite deve essere arrotondata a una forma "simile a una patata", nota come grafite sferica. .

Esistono due metodi comuni di purificazione, sebbene esistano molte variazioni su ciascun metodo e, in alcuni casi, entrambi i metodi possono essere utilizzati per ottenere la purezza finale. La purificazione chimica solitamente prevede la cottura della grafite in una soluzione di soda caustica calda, seguita dal lavaggio (lisciviazione) in acido. A seconda delle impurità da rimuovere, nel processo di lisciviazione vengono utilizzati acido solforico, cloridrico o fluoridrico. Molte delle piccole miniere cinesi utilizzano la purificazione chimica e sono state criticate per non aver gestito adeguatamente gli acidi di scarto in modo sicuro e accettabile dal punto di vista ambientale, in particolare laddove il processo di purificazione utilizza acido fluoridrico.

Il secondo metodo, solitamente più costoso del trattamento chimico, è la purificazione termica. In questo processo, la grafite viene riscaldata ad alte temperature e trattata con gas alogenuri per dissolvere le impurità.