Lityum heksaflorofosfatın ton başına 400 bin dolara yükselmesinden bahsedelim

Thread Content

İlgilenen herkes, yazdığım diğer makalelere http://www.haolin.biz/UserForum/blog/bloghome.html adresinden göz atabilir. İyi iletkenlik ve elektrokimyasal stabilite özelliklerine sahip olduğu için lityum heksaflorofosfat günümüzde yaygın olarak lityum iyon pillerin elektroliti olarak kullanılmaktadır. Özellikle lityum iyon güç pilleri, lityum iyon enerji depolama pilleri ve diğer günlük kullanım pillerinde tercih edilmektedir. Aynı zamanda yakın ve orta vadede yerini alamayacak bir lityum iyon pil elektrolitidir. Şu an alt sektördeki yeni enerjili elektrikli araçlardaki artış, üst sektördeki lityum heksaflorofosfat için arz ve talep arasında bir açık oluşmasına neden olmuştur. Ürüne olan talebin arzı karşılayamaması nedeniyle lityum heksaflorofosfat fiyatları geçen yılın ikinci yarısından bu yana sürekli arttı ve 2015 yılının ortasındaki 90 bin/ton seviyesinden şu an yaklaşık 400 bin/ton seviyesine yükseldi. Lityum heksaflorofosfatın teknolojik engelleri yüksektir, üretim kapasitesinin artırılması uzun sürer; yeni firmaların piyasaya girmesi zordur. Yeni üretim kapasiteleri genellikle mevcut firmalar tarafından sağlanır ve Çin’de yalnızca az sayıda firma bu ürünü büyük ölçekte üretebilmektedir. Şu an ülkemizde lityum heksaflorofosfat üretim kapasitesine sahip olan firmalar, kapasitelerini genişletme çalışmalarına başlamıştır. Ancak lityum heksaflorofosfat üretiminin ayarlanmasındaki karmaşıklık ve zorluklar nedeniyle bu sürecin en az 1 yıl sürmesi gerekmektedir; bu durum da piyasadaki arz durumunun devam eden süreçte de kıt kalmasına neden olacaktır. Dünya ülkelerinin enerji tasarrufu, emisyon azaltımı ve çevre koruma konularında gösterdiği ilerlemeyle birlikte, lityum iyon pilleri sektörünün hızlı gelişimi teşvik edilecek ve lityum iyon pil elektrolitlerine olan talep daha da artacaktır. Aşağıda altı tür lityum iyon pilinden bahsedilecek. Lityum demir fosfat (LFP): Öncelikle lityum demir fosfat pilleri, aynı zamanda lityum fosfat pilleri olarak da adlandırılır; katot olarak fosfat kullanılır. Bu tür piller, lityum iyonlarının tersinir şekilde yer değiştirebilmesi özelliğine sahiptir. Bunun nedeni, LiFePO4 yapısındaki bileşik anyon (PO4)3-’te oksijen iyonlarının yerini fosfat iyonlarının almasıyla malzemenin üç boyutlu yapısında meydana gelen değişikliktir. Bu durum, sadece lityum iyonlarının hareketi için daha geniş bir üç boyutlu alan yaratmakla kalmaz, aynı zamanda lityum iyonlarının çıkış ve yerleşim potansiyellerinin de stabil kalmasını sağlar; bu da onlara mükemmel elektrokimyasal özellikler kazandırır. Fosfor-litiyum piller düşük direnç özelliğine sahiptir ve lityum demir fosfat kristallerindeki P-O bağları sağlamdır; bu yüzden ayrışmaları zordur. Yüksek sıcaklıklarda veya aşırı şarj durumlarında bile lityum kobalt oksitlerde olduğu gibi yapıları bozularak ısı üretmez veya güçlü oksitleyici maddeler oluşturmaz. Bu nedenle iyi bir güvenlik ve termal stabiliteye sahiptirler. Lityum demir fosfat katot malzemesi, stabil yapısı ve uzun döngü ömrü sayesinde çoğu elektrolit sistemiyle iyi uyumluluk gösterir; karbon anot malzemeleriyle birlikte kullanıldığında hacim etkisi iyidir ve depolama performansı yüksektir ； Ayrıca zengin kaynaklara sahip, maliyeti düşük, toksisitesi az ve kirlilik yaratmaz; bu özellikleriyle günümüzde batarya sektöründe yoğun şekilde araştırılıp geliştirilen önemli malzemelerden biridir. Bu nedenle, bu tür piller genellikle uzun ömür ve yüksek güvenlik gerektiren elektrikli motosikletler ve diğer uygulamalarda kullanılır. Elektrikli araçlar, bataryanın alanına bağlı olarak bu tür bataryaları da kullanabilir. Çin’den gelen dikey entegre şirket BYD, daha güvenli ve daha ucuz bir seçenek olduğunu iddia ederek demir fosfat lityum bataryaları tercih ediyor; ancak enerji yoğunluğu biraz daha düşük ve voltajı artırmak için iyileştirmeler yapılabilir. Lityum kobalt oksit (LCO): Fosforik asit lityum pillerinde bahsedilen kobalt asit lityum piller, aynı zamanda lityum iyon kobalt pilleri olarak da adlandırılır; bu tür piller lityum karbonat ve kobalttan oluşur. Yüksek kapasiteleri nedeniyle bu piller cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda ve dijital kameralarda kullanılır. Yukarıda bu tür pillerin bazı eksikliklerinden bahsedilmiştir; ayrıca kısa ömür ve sınırlı iletkenlik gibi diğer kusurları da vardır. Bu, bu tür pillere sahip cihazların nispeten sık şarj edilmesi gerektiği anlamına geliyor ve bu da uzun süredir cep telefonu kullanıcılarını rahatsız eden bir sorundur. Ayrıca, bu bataryanın güvenliği diğer türlere göre daha düşüktür. Yumuşak olan sadece kızlar değil, piller de olabilir. Daha önce bu tür pillerin geleneksel şekillerini değiştirebileceği, bükülebilir ve düğümlenebilir olduğu yönünde haberler vardı; bu da elektronik ürünlerde yeni bir dönüşüm yaratacak. Lityum manganez oksit (LMO), lityum manganez oksit piller genellikle lityum manganez oksit veya lityum iyonlu manganez pileri olarak adlandırılır; ayrıca “spinel” adında güzel bir ismi daha vardır. Bu tür pil teknolojisi ilk kez 1980’lerde keşfedildi ve bu konuyla ilgili ilk makale 1983 yılında “Materials Research Bulletin” dergisinde yayımlandı. 1996 yılında Moli Energy şirketi tarafından katot malzemesi olarak lityum-manganez oksit kullanan ilk ticari lityum iyon pil üretildi. Lityum manganez oksit piller, yüksek termal stabiliteye sahip olmaları ve diğer lityum iyon pillere kıyasla daha güvenli olmalarıyla ünlüdür. Bu nedenle, bu tür piller genellikle tıbbi cihazlarda ve elektronik aletlerde kullanılır; ayrıca elektrikli aletlerde, elektrikli bisikletlerde ve elektronik hobi uygulamalarında da kullanılabilir. Lityum manganez oksit piller, dizüstü bilgisayarları ve elektrikli araçları da güçlendirmek için kullanılabilir. Bu tür pillerin ticari uygulama pazarındaki temsilci modelleri Nissan Leaf ve General Motors Volt’tur. Ancak yüksek sıcaklık döngüleri ve depolama performansındaki zayıflıkları, onun güç tipi lityum iyon pillerde kullanımını sınırlayan temel faktörler olmaya devam etmektedir. Lityum-nikel-kobalt-manganez oksit (NMC), lityum demir fosfatın geliştirilmiş versiyonudur. Nikel-kobalt-manganez lityum iyon pilleri aynı zamanda nikel-kobalt-manganez üçlü malzeme (NMC) olarak da adlandırılır. Lityum-nikel-kobalt-manganez oksit piller ise diğer yaygın lityum-demir pil malzemelerinden yapılmıştır. Bunlar, nikel, manganez ve kobalt katot kombinasyon malzemelerini içerir. NMC piller yüksek özgül enerjiye veya yüksek özgül güce sahip olabilir, ancak her iki özelliği aynı anda taşıyamazlar. Bu tür piller, elektrikli aletlerde ve araç güç sistemlerinde en yaygın olarak bulunur. Katot bileşim oranı genellikle üçte bir nikel, üçte bir manganez ve üçte bir kobalttır; bu da kobalt gibi oldukça pahalı olan diğer seçeneklere kıyasla ham madde maliyetlerinin daha düşük olması anlamına gelir. Battery University’e göre, bu tür piller düşük kendiliğinden ısınma oranları nedeniyle genellikle elektrikli araçlar için tercih edilir. Ancak kobalt nadir bir metal olduğu için, rezervlerinin büyük bir kısmı istikrarsız bir politik ortama sahip **Kongo’da bulunduğundan, kobalt fiyatları gelecekte yükseliş eğilimine girebilir. Gelecekte, malzeme olmadan işin yapılamayacağı bir durumla karşılaşılabilir; bu da demir fosfat lityum iyon pillerinin hâlâ ucuz ve kolayca temin edilebilen bir malzemeye sahip olduğunu göstermektedir. Lityum-nikel-kobalt-alüminyum oksit (NCA), NCA pilleri olarak da adlandırılır ve elektrikli güç sistemlerinde ve şebeke depolamada giderek daha önemli hale gelmektedir. NCA piller tüketici sektöründe yaygın değildir, ancak otomotiv sektöründe umut vericidir. NCA piller, güvenli olmamalarına ve oldukça pahalı olabilmelerine rağmen, yüksek enerji veren ve uzun ömürlü piller için bir seçenek sunar. Boston Consulting Group, güvenlik önlemlerinin NCA pillerinin arabalara monte edilmesiyle birlikte uygulanması gerektiğini, bu pillerin performansının ve davranışlarının izlenerek sürücülerin güvence altına alınması gerektiğini belirtiyor. Argonne **Laboratuvarı, NCA pillerinin potansiyeli ve bunlarla ilgili olabilecek malzeme sorunları üzerine araştırmalar yaptı. Elektrikli araçların pazar payındaki artış göz önüne alındığında ve bu araçların sürekli olarak NCA piller kullandığı düşünülürse, ABD’de lityum talebi hızla artacaktır. Elbette, bu tür piller de geçiş metallerinin nadir olması sorunuyla karşı karşıyadır. Lityum titanat (LTO), aynı zamanda lityum-titanat olarak da adlandırılır ve daha geniş bir uygulama alanına sahip bir bataryadır. Lityum titanat piller, ileri nanoteknoloji kullanılarak pil alanı oluşturduğundan, en büyük avantajları hızlı şarj edilebilme özelliğidir. Ancak, titanyum oksit lityum pillerin yoğunluğu hâlâ diğer lityum iyon olmayan pillerden daha yüksektir; bu da olumlu bir yanıdır. Bu piller, ** ve uzay endüstrisi de dahil olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılabilir; ayrıca rüzgar ve güneş enerjisini depolayarak akıllı elektrik şebekeleri oluşturmada da kullanılabilir. Ayrıca, batarya alanları bu bataryaların elektrik sistemlerinde kritik yedek olarak da kullanılabileceğini göstermektedir. Şu anda üreticiler, batarya destekli elektrikli araçlarda ve bisikletlerde lityum titanat kullanmaktadır ve bu tür bataryalar toplu taşıma araçları olan elektrikli otobüslerde de kullanılabilir. Ancak bu piller, diğer lityum pillere kıyasla daha düşük doğal voltaja veya daha düşük enerji yoğunluğuna sahiptir; şu anki sorun, araçları nasıl etkili bir şekilde hareket ettireceğimizdir.