ニュース

Aug 22, 2023

誰がファストにグラファイトを供給するのか

リチウムイオン電池市場の成長予測 リチウムイオン電池の成長予測は大きく異なります。 この記事では、中位の企業による予測を選択しました。

リチウムイオン電池市場の成長予測

リチウムイオン電池の成長予測は大きく異なります。 この記事では、過去 5 年間の電気自動車販売の伸びの正確な予測に最も近い企業による予測を選択しました。 以下のグラフは、2015 年 9 月にモントルーで開催されたカンファレンスで AVICENNE Energy が行ったプレゼンテーションからのものです。

メガワット時（MwH）で表される電池の総生産量は、2015年の約6万MwHから2025年までに16万～19万5千MwHに増加すると予測されている。その成長分はすべて、現在主流の電池技術であるリチウムイオンによるものとなる。幅広い用途に対応します。

このバッテリー生産量の増加には、バッテリーの製造に使用される原材料の供給を増やす必要があります。 この記事では、世界のグラファイト市場への潜在的な影響と、供給量の予想される増加について考察します。

LIBの成長が天然鱗片状黒鉛の需要に及ぼす影響

自動車およびその他の用途のリチウム電池には、通常、電池容量 1 Kwh あたり約 1 kg のグラファイトが含まれています。 たとえば、テスラ (TSLA) S クラスのバッテリー パックには、約 85 kg のグラファイトが含まれています。

グラファイトは、天然フレークグラファイトまたは合成グラファイト (通常は石油コークスから作られます) から調達できます。 これまで、ハイエンド自動車用途の電池メーカーは、天然黒鉛の品質のばらつきと供給制限のため、人造黒鉛の使用を好む傾向があり、天然黒鉛のほとんどは中国の小規模鉱山で生産されていました。

しかし、傾向としては、より安価な天然グラファイトが使用される傾向にあり、現在、バッテリーグレードのグラファイト市場の約 65% を占めています。 天然黒鉛の世界生産量は約 110 万トンで、そのうち約 40% が結晶質片状黒鉛、残りが非晶質黒鉛で、さらにスリランカで採掘された少量の塊状/脈状黒鉛が含まれています。 フレークグラファイトは、リチウムイオン電池での使用に適したタイプです。

以下のグラフは、2025 年までの鱗片状黒鉛の需要予測を示しています。

このグラフは、2014 年までの米国の地質調査のデータを使用して作成されています。バッテリー以外の使用の予測は、年間 1.7% の成長率に基づいています (2000 年から 2014 年のデータから推定)。 バッテリーグレードのグラファイト需要の予測は、バッテリー需要の予測成長率に基づいており、天然65%、合成35%の割合と、フレークグラファイト1トン当たりバッテリーグレードのグラファイトの収量が0.4トンであると仮定しています。

2015年から2025年までの10年間、年間約25万トンの需要増加が予測され、そのうち18万トンがリチウムイオン電池の生産に使用されると予想されています。

リチウムイオン電池用の鱗片状黒鉛の改良

黒鉛鉱山は通常、純度 90% ～約 98% の範囲の片状黒鉛浮遊選鉱精鉱を生成します。 鱗片状黒鉛濃縮物からバッテリーグレードの黒鉛を製造するには、黒鉛を約 99.95% まで精製し、黒鉛粒子の形状を球状黒鉛として知られる「ジャガイモのような」形状に丸める必要があります。 。

一般的な精製方法は 2 つありますが、それぞれの方法には多くのバリエーションがあり、最終的な純度を達成するために両方の方法が使用される場合もあります。 化学精製には通常、熱苛性ソーダ溶液中で黒鉛を焼き、その後酸で洗浄（浸出）することが含まれます。 除去する必要がある不純物に応じて、浸出プロセスでは硫酸、塩酸、またはフッ化水素酸が使用されます。 中国の小規模鉱山の多くは化学精製を使用しており、特に精製プロセスでフッ化水素酸を使用する場合、廃酸を安全かつ環境的に許容できる方法で適切に処理していないとして批判されている。

2 番目の方法は、通常は化学処理よりも高価ですが、熱精製です。 このプロセスでは、グラファイトを高温に加熱し、ハロゲン化物ガスで処理して不純物を溶解します。