Kolik lithia je potřeba k výrobě LFP baterie

V tomto článku se zaměříme na výrobu baterií pro uchování energie a to konkrétně na baterie LiFePo₄ (zkráceně LFP). Pro uchovávání energie z obnovitelných zdrojů bude tato technologie hrát významnou roli, protože se jedná o technologii s dlouhou životností a bezpečnější články než-li jiné lithiové články při zachování vysoké energetické hustoty.

Pro výrobu LFP článku jsou zapotřebí tyto materiály lithium, železo, polymer (fosfor, kyslík), uhlík, měď, hliník, elektrolyt a materiály pro vnější obal jednotlivých článků. Na koláčovém grafu níže najdete podíl jednotlivých materiálů pro výrobu jednoho článku:

Poměry se mohou lišit podle velikosti článků nebo způsobu jejich použití. Z grafu je patrné, že největší podíl obsahu článku je hliník a měď, které tvoří sběrná části pro odvod elektrického proudu a hliník většinou tvoří i obal pro snadný odvod přebytečného tepla. Uhlíkem je obalena záporná elektroda (katoda). Pozitivní elektroda (anoda) je naopak obalena v fosfátové struktuře ve které je železo společně s ionty lithia. Mezi jednotlivými elektrodami je polymerová membrána. Anoda a katoda jsou pak zality v elektrolytu.

Podrobné složení jednotlivých materiálů je lépe znázorněno na obrázku výše.

Podle struktury LFP článku je tedy patrné, že nejžádanějším kovem pro výrobu LFP baterií budou v následujících letech hliník a měď. Což nepřináší velké změny oproti současným potřebám a je již dobře zvládnuté proces recyklování těchto kovů. Naopak bude zvýšená poptávka po kvalitních uhlíkových či fosfátových strukturách, kde lze předpokládat vývoj nanotechnologií při jejich skládání. Lithium je zde zastoupeno jen v malé míře. Je však větší problém při jeho získávání, protože je vysoce reaktivní s kyslíkem a je tedy obtížnější jej těžit. Získává se buď těžením lithiových solí případně lithiové rudy. Také recyklace je náročnější a vyžaduje složitější technologie.

Zdroj: Firstphosphate, Solacity, LP_-_MSDS_-_LiFePO4.pdf (liteplan.com), (PDF) Paper No. 11-3891 Life-Cycle Analysis for Lithium-Ion Battery Production and Recycling (researchgate.net)