2차전지 핵심소재 탄산리튬, 수산화리튬

리튬은 2차전지 양극재의 핵심소재다. 양극재를 만들 때 순수 리튬을 바로 사용할 수 없어 사용가능한 화합물로 가공하게 되는데 이때 만들어지는 리튬화합물이 탄산리튬과 수산화리튬이다. 양극재의 종류에 따라 사용되는 리튬화합물이 달라지게 되는데 중국에서 많이 제조하고 있는 LFP 배터리에는 탄산리튬이 우리나라가 주로 제조하고 있는 삼원계 배터리에는 수산화리튬이 사용되고 있다.

 

● 탄산리튬(Li2CO3)

염호 또는 광산에서 리튬을 확보한 후 먼저 가공하여 확보되는 것이 탄산리튬이다. 의학 쪽에서는 조울병의 예장 및 치료 용도로 사용되고 산업 쪽에서는 알루미늄 제련, 브라운관 첨가제, 내열자기와 내열유리의 배합제 등으로도 사용된다. 최근에는 2차전지 양극재 소재로 주목받으면서 그 필요성이 크게 대두되었다. 그러나 주로 노트북 휴대폰 등 소형 배터리에 사용되고 있고 전기차용 고용량/고밀도 배터리에는 수산화리튬이 사용되고 있어 그 비중이 축소되고 있다. 

 

<제조과정>

1. 광석리튬 >>>> +황산 >>>>> 하소공정 >>>> 침출공정 >>>> 황산리튬획득(중간재) >>>> +탄산나트륨 >>> 증발과정 >>>> 탄산리튬 

 

2. 염수 >>>> 농축염수 >>>> 불순물제거 >>>> +소다회 >>>> 탄산리튬

 

● 수산화리튬(LiOH)

주로 고밀도, 고용량의 2차전지 배터리를 만드는데 사용된다. 이는 에너지 밀도를 높여주는 니켈과의 합성이 쉽기 때문이다. 그래서 NCM(니켈, 코발트, 망간), NCA(니켈, 코발트, 알루미늄) 등 삼원계 배터리에 주로 사용되고 있다. 최근 니켈의 용량을 더 늘린 하이니켈 배터리가 주목받으면서 그 수요가 더 늘어날 것으로 보고 있다.

 

<제조과정>

1. 광석리튬 >>>> +황산 >>>> 하소공정 >>>> 침출공정 >>>> 황산리튬획득(중간재) >>>> +수산화나트륨 >>>> 결정화과정 >>>> 수산화리튬

 

2. 염수 >>>> 농축염수 >>>> 불순물제거 >>>> +소다회 >>>> 탄산리튬확보 >>>> +수산화칼슘 >>>> 건조 >>>> 수산화리튬

 

 

※ 하소공정  : 가열공정