리튬의 생산 방식과 리튬의 종류｜국가별 리튬 생산량

리튬은 반응성이 높은 금속으로 세라믹에서 의약품에 이르기까지 광범위한 용도로 사용됩니다. 하지만, 리튬의 가장 중요한 용도 중 하나는 배터리, 특히 우리의 스마트폰, 노트북, 그리고 전기 자동차에 동력을 공급하는 충전식 배터리에 있습니다. 

배터리용 리튬 생산방식

리튬의 생산방식

리튬은 주로 가벼운 암석형 리튬과 염수형 리튬의 두 가지 형태로 발견된다.

경암형 리튬

가벼운 암석형 리튬은 전형적으로 스포듀민과 페탈라이트와 같은 단단한 암성 퇴적물에서 발견된다. 이 광물들은 높은 수준의 리튬을 함유하고 있으며 전통적인 채굴 기술을 사용하여 채굴된다. 일단 땅에서 광적이 추출되면 리튬을 다른 광물로 부터 분리하기 위해 그것은 분쇄되고 화확물질로 처리단다.

염수형 리튬

염수형 리튬은 지하 염수 퇴적물에서 발견된다. 이러한 침전물은 시간이 지남에 따라 물이 염분 평원에서 증발하면서 농축된 리튬이 풍부한 염수를 남기면서 형성된다. 염분 매장량은 일반적으로 칠레의 아타카마 사막과 같은 건조한 지역에서 발견된다. 소금물에서 리튬을 추출하기 위해, 회사들은 태양 증발이라고 불리는 과정을 사용한다. 이것은 소금물을 큰 연못에 퍼넣고 태양이 물을 증발시켜 농축된 리튬 용액을 남기는 것을 포함한다.

경암형 리튬과 염수형 리튬은 모두 장단점이 있다. 경암형 리튬은 일반적으로 가공 및 정제가 용이하지만 채굴공정은 비용이 더 많이 들고 퐌경적으로 피해를 준다. 반면 염수형 리튬은 추출 비용이 저렴하고 환경 발자국이 적지만 이 과정을 완료하는데 몇년이 걸릴 수 있으며 기상 조건에 크게 좌우된다.

리튬의 사용용도

1. 리튬 이온 배터리

 

  전지에 사용되는 리튬의 가장 일반적인 종류는 리튬이온으로 에너지 밀도가 높고 사이클 수명이 길다. 리튬이온전지는 양극, 음극, 전해질의 3가지 주요 구성요소로 구성되어 있습니다.
  상기 양극은 통상적으로 리튬 코발트 산화물, 리튬 망간 산화물 또는 리튬 철 인산화물로 이루어진다. 이러한 재료는 높은 전압과 에너지 밀도를 제공하므로 휴대용 전자 장치에 사용하기에 이상적입니다. 반면에, 음극은 흑연으로 이루어져 있어 안정적인 구조와 높은 전도성을 제공한다. 전해약은 일반적으로 유기 용매에 용해된 리튬염으로서 전지가 기능하는 데 필요한 이온을 제공한다. 

리튬이온전지는 롤투롤(roll-to-roll) 공정, 스크린 프린팅(screen printing), 스프레이 증착 (spray deposition) 등 다양한 방법으로 제조된다. 일반적으로, 제조 공정은 활물질을 금속박과 같은 기판 위에 증착한 후, 이들 부품을 셀에 조립하는 단계를 포함한다.

2. 리튬 폴리머 배터리

 리튬 전지의 또 다른 종류는 액체 전해질 대신 고체 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지이다. 리튬 폴리머 전지는 리튬 이온 전지에 비해 에너지 밀도는 낮지만 안전하고 유연하다.

  리튬 폴리머 전지는 일반적으로 고분자 필름과 같은 유연한 기판 위에 활물질을 증착한 후 이들 성분을 셀에 조립하여 제조됩니다. 

국가별 리튬 생산량

국가별 리튬 생산량

1. 칠리

칠레는 세계 전체 생산량의 약 50%를 차지하는 가장 큰 리튬 생산국이다. 이 나라는 태양 증발 과정을 사용하여 지하 저수지에서 추출되는 리튬이 풍부한 염수의 방대한 매장량을 가지고 있다. 이러한 저비용, 대량 생산 방식은 칠레를 세계 리튬 시장의 지배력으로 만들었다.

2. 호주

오스트레일리아는 제2의 리튬 생산국으로, 생산의 대부분은 웨스턴오스트레일리아주의 그린부시 리튬 광산에서 나온다. 이 나라는 또한 높은 수준의 리튬을 함유하고 있는 단단한 암석 광물인 스포듀민의 상당한 매장량을 가지고 있다. 호주의 리튬 생산은 몇 개의 새로운 광산과 확장 프로젝트로 인해 앞으로 몇 년 동안 크게 증가할 것이다.

3. 아르헨티나

아르헨티나는 세 번째로 큰 리튬 생산국이며, 대부분의 생산량은 살라르 델 옴브레 무에르토 염전에서 나온다. 살리나스 그란데스와 파스토스 그란데스를 포함한 다른 염전에서도 상당한 양의 리튬이 매장되어 있다. 아르헨티나의 리튬 생산량은 최근 몇 년 동안 꾸준히 증가하고 있는데, 아르헨티나는 전기 자동차에 대한 증가하는 수요를 이용하려고 하기 때문이다.

3. 중국

중국은 세계 최대 리튬 소비국이지만 국내에서 소량의 리튬만 생산한다. 중국의 리튬의 대부분은 주로 호주와 칠레에서 수입된다. 그러나, 한국은 최근 몇 년간 국내 리튬 생산에 많은 투자를 해왔고, 몇몇 새로운 광산과 가공 시설이 건설 중이다.

---

생산 : 호주, 칠레, 아르헨, 중국, 미국 캐나다.
중국 : 해외 리튬 광산 지분 투자로 리튬 광산 장악 
텐치리튬 : 세계 리튬 생산량 45% 이상 장악