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Aug 22, 2023

Quem fornecerá grafite para o jejum

Previsão de crescimento no mercado de baterias de íon de lítio As previsões de crescimento para baterias de íon de lítio variam amplamente. Para este artigo, selecionei uma previsão do meio do pacote e de uma empresa

Previsão de crescimento no mercado de baterias de íon de lítio

As previsões de crescimento para baterias de íon de lítio variam amplamente. Para este artigo, selecionei uma previsão intermediária e de uma empresa que esteve mais próxima de prever corretamente o crescimento das vendas de veículos elétricos nos últimos cinco anos. O gráfico abaixo provém de uma apresentação feita pela AVICENNE Energy numa conferência em Montreux em setembro de 2015.

A produção total de baterias, expressa em megawatts-hora (MwH), deverá aumentar de cerca de 60.000 MwH em 2015 para algo entre 160.000 e 195.000 MwH até 2025. Todo esse crescimento será no íon de lítio, que é agora a tecnologia de bateria dominante. para uma ampla gama de aplicações.

Este aumento na produção de baterias exigirá aumentos no fornecimento de matérias-primas utilizadas na fabricação da bateria. Este artigo analisa o impacto potencial no mercado mundial de grafite e o provável crescimento da oferta.

Efeito do crescimento do LIB na demanda por grafite natural em flocos

As baterias de lítio para aplicações automotivas e outras normalmente contêm cerca de 1 kg de grafite por kWh de capacidade da bateria. A bateria do Tesla (TSLA) classe S, por exemplo, contém cerca de 85 kg de grafite.

A grafite pode ser proveniente de grafite natural em flocos ou de grafite sintética, que geralmente é feita de coque de petróleo. No passado, os fabricantes de baterias para aplicações automotivas de ponta tendiam a favorecer o uso de grafite sintética devido às variações na qualidade e às restrições no fornecimento de grafite natural, a maior parte da qual é produzida por operações de mineração em pequena escala na China.

No entanto, a tendência é para a utilização de grafite natural mais barata, que agora ocupa cerca de 65% do mercado de grafite para baterias. A produção mundial de grafite natural é de cerca de 1,1 milhão de toneladas, das quais cerca de 40% é grafite em flocos cristalinos e o restante é grafite amorfa, além de uma pequena quantidade de grafite granulada/veiada extraída no Sri Lanka. O grafite em flocos é o tipo preferido para uso em baterias de íon de lítio.

O gráfico abaixo mostra a previsão para a demanda de grafite em flocos até 2025.

O gráfico foi preparado utilizando dados do estudo geológico dos EUA até 2014. As previsões para a utilização sem baterias baseiam-se numa taxa de crescimento de 1,7% ao ano (extrapolada a partir de dados entre 2000 e 2014). As previsões para a procura de grafite para baterias baseiam-se no crescimento previsto da procura de baterias, assumindo uma divisão de 65% natural para 35% sintética e um rendimento de 0,4 toneladas de grafite para baterias por tonelada de grafite em flocos.

Para os dez anos entre 2015 e 2025, o crescimento previsto da procura é de cerca de 250.000 toneladas por ano, das quais 180.000 toneladas serão utilizadas na produção de baterias de iões de lítio.

Atualização de grafite em flocos para uso em baterias de íon de lítio

As minas de grafite normalmente produzem um concentrado de flotação de grafite em flocos que varia de 90% a cerca de 98% de pureza. Para produzir uma grafite de qualidade para bateria a partir de um concentrado de grafite em flocos, a grafite deve ser purificada até cerca de 99,95% e o formato da partícula de grafite deve ser arredondado para um formato "semelhante a uma batata", que é conhecido como grafite esférico. .

Existem dois métodos comuns de purificação, embora existam muitas variações em cada método e, em alguns casos, ambos os métodos podem ser usados ​​para atingir a pureza final. A purificação química geralmente inclui o cozimento do grafite em uma solução de soda cáustica quente, seguido de lavagem (lixiviação) em ácido. Dependendo das impurezas que devem ser removidas, são utilizados ácidos sulfúrico, clorídrico ou fluorídrico no processo de lixiviação. Muitas das pequenas minas chinesas utilizam purificação química e têm sido criticadas por não manusearem adequadamente os resíduos ácidos de uma forma segura e ambientalmente aceitável, particularmente quando o processo de purificação utiliza ácido fluorídrico.

O segundo método, geralmente mais caro que o tratamento químico, é a purificação térmica. Neste processo, a grafite é aquecida a altas temperaturas e tratada com gases haleto para dissolver as impurezas.