IDTechEx explora el panorama en evolución de los ánodos de grafito en Li

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28 de agosto de 2023, 2:32 a. m. ET

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BOSTON, 28 de agosto de 2023 /PRNewswire/ -- Sigue habiendo mucho entusiasmo con respecto a las nuevas tecnologías de ánodos de iones de litio. La próxima generación de materiales de ánodos de silicio se está acercando cada vez más a la comercialización con la promesa de una mejor densidad de energía y capacidad de velocidad. Se siguen explorando soluciones de litio metálico y sin ánodos, mientras que opciones como los óxidos de niobio también han despertado cierto interés para las baterías de carga rápida. Sin embargo, el buen rendimiento general y el bajo coste del grafito significan que se prevé que mantendrá su dominio en la industria del Li-ion.

La demanda de grafito se mantiene firme

A pesar de los avances en curso en nuevos materiales de ánodo, se prevé que el grafito, el material utilizado durante los últimos 30 años en los ánodos de Li-ion, seguirá siendo el material de ánodo más utilizado en las baterías de Li-ion a medio plazo. IDTechEx pronostica que la demanda de ánodos de grafito de iones de litio crecerá considerablemente y superará los 2 millones de toneladas para 2029.

Grafito natural o sintético

Se utilizan dos tipos amplios de grafito para el ánodo de iones de litio, natural y sintético (o artificial), cada uno con sus propias ventajas y desventajas. El grafito natural es generalmente una opción más económica que el sintético. También puede ofrecer una capacidad inicial ligeramente mayor, pero también tiende a tener un ciclo de vida más bajo, capacidad de tasa C y eficiencia coulómbica inicial. Por el contrario, el grafito sintético es más caro que el grafito natural debido a los mayores requisitos de energía para la grafitización, además de ser más difícil de moler en partículas esféricas, pero también tiende a ofrecer un ciclo de vida más largo y una eficiencia coulómbica inicial marginalmente mayor. Sin embargo, puede haber una superposición en el rendimiento y el costo de estos dos tipos de grafito, y las diferencias entre ellos también se han ido cerrando. Más allá del tipo de grafito, varios factores de diseño de la celda, como la elección del cátodo, los aditivos del electrolito, los recubrimientos, el tamaño y la distribución de las partículas, el equilibrio de los electrodos, así como la especificación y la calidad del producto de grafito, tendrán un impacto significativo en el rendimiento final de la celda. costo y ciclo de vida.

Tanto el grafito sintético como el natural se siguen utilizando con mezclas ampliamente utilizadas. IDTechEx estima que existe una división aproximadamente equitativa, por ventas de kt, entre grafito sintético y grafito natural. Sin embargo, en los últimos años se ha producido un ligero cambio hacia el grafito natural debido a las presiones de costes y los altos precios de la energía.

¿Un panorama cambiante?

Al igual que con otras materias primas, aumentar la producción de grafito natural para satisfacer la creciente demanda de baterías de iones de litio ha resultado un desafío. El Departamento de Energía de EE. UU. y la Comisión Europea han incluido el grafito natural en sus últimas listas de materias primas y minerales críticos debido en parte al importante papel de las baterías de iones de litio en la electrificación del transporte y las aplicaciones de almacenamiento estacionario. El predominio de China en la producción de ánodos de grafito también presenta un riesgo de suministro, aunque la producción de ánodos de grafito de iones de litio fuera de China está comenzando a desarrollarse a partir de actores como Syrah Resources, Northern Graphite y Nouveau Monde en América del Norte, o Talga Resources, SGL Carbon y Vianode (sintético) en Europa, entre otros.

Además de diversificar el suministro de materiales, la mejora de la sostenibilidad y las métricas ESG serán factores importantes para la nueva producción de grafito. El menor consumo de energía y las emisiones incorporadas se convertirán en una métrica cada vez más importante. Esto es especialmente cierto en Europa, donde el Reglamento Europeo de Baterías implementará etiquetas y declaraciones de huella de carbono para baterías de iones de litio de más de 2 kWh de tamaño. Esto puede favorecer el grafito natural y su menor consumo de energía, aunque también es necesario gestionar cuidadosamente las emisiones de partículas y los flujos de desechos ácidos del proceso de purificación. Un menor coste y una energía baja en carbono procedente de fuentes renovables podrían ayudar a mejorar la competitividad del grafito sintético a este respecto, aunque seguirá dependiendo de materias primas fósiles. Estos puntos ayudan a resaltar aún más el fino equilibrio entre el grafito natural y sintético.

En última instancia, el dinámico mercado de ánodos de grafito de iones de litio y la alta tasa de crecimiento de la demanda de iones de litio garantizarán una demanda continua de materiales de ánodos de grafito tanto sintéticos como naturales.

Para obtener más información sobre la investigación de mercado de baterías de iones de litio de IDTechEx, visite www.IDTechEx.com/lithium.

Acerca de IDTechEx

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FUENTE IDTechEx