리튬 탄산리튬 수산화리튬 내용정리

리튬(Lithium)

리튬은 가장 밀도가 낮은 고체 금속 원소로 원자번호 3번, 원소기호 Li로 표기합니다. 순수한 리튬 원소는 염화리튬(LiCl) 화합물을 전기 분해하여 추출하며, 염화리튬은 리튬이 함유된 암석에서 나오는 탄산리튬을 이용해 생산합니다. 리튬은 무게 대비 전기 전도성이 가장 높은 원소로 산업계에선 리튬을 '하얀 석유'로 부를 정도로 배터리 핵심소재입니다.

탄산리튬 → 염화리튬 → 순수리튬 추출

탄산리튬 → 수산화리튬 추출

탄산리튬 사진

리튬은 지구를 구성하는 층 가장 바깥 껍질에 해당하는 지각에서 0.0017% 밖에 나오지 않는데, 볼리비아, 칠레, 아르헨티나에 전세계 매장량의 70% 이상이 매장되어 있는 것으로 알려졌으며, 현재 호주와 칠레 중국이 전체 생산의 90%를 차지하고 있습니다. 

 

아울러 세계 각국에서 채굴된 리튬은 중국으로 운반된후 고순도 리튬 화합물 제련과정을 거치기 때문에 중국에서 전 세계 리튬 화합물 생산의 65%를 담당하고 있으며 특히, 수산화리튬은 중국이 확실한 기술적 우위와 생산 이점으로 제련 점유율 75%를 갖고 있습니다. 

2022년 기준 리튬 국가별 매장량 비교

수산화리튬

탄산리튬에서 탄소를 제거하면 수산화리튬이 됩니다. 현재 2차전지 배터리에 사용되는 리튬은 '탄산리튬'과 '수산화리튬'이 있는데요. 최근 높은 에너지밀도와 우수한 출력을 지닌 리튬이온 전지가 스마트폰부터 전기자동차까지 다방면으로 활용되고 있지만 향후 고성능 전지로 나아가기 위해선 하이니켈계 리튬이온 2차 전지 양극재를 적용해야 합니다. 

 

현재 2차전지 양극재 소재는 탄산리튬이 주를 이루고 있으나 하이니켈 배터리를 만들려면 수산화리튬이 필수적입니다. 이론적으로 배터리에서 니켈 비중이 커지면 배터리 에너지 밀도를 높일 수 있는데, 수산화리튬은 니켈과 합성이 쉽다는 특징이 있어 니켈비중을 키울 수 있고 이는 에너지 효율화를 가져옵니다. 

 

그러나 현재 리튬 생산량중 20%만 수산화리튬으로 사용 가능한 상황이며 세계적으로도 수산화리튬 공급이 가능한 기업은 극소수에 불과합니다. 

리튬 가격추이

수산화리튬 이모저모

▲테슬라 CEO 일론머스크는 리튬 정제사업 허가에 대해 "돈 찍어내는 면허"라고 표현

▲LG에너지솔루션은 독일 벌칸 에너지회사를 통해 10년 동안 총 9만 5천 톤의 수산화리튬을 공급받기로 장기 공급계약 체결

▲SK온은 칠레 SQM과 5년간 수산화리튬 5만 7,000톤 리튬 공급계약 체결

▲포스코는 리튬 확보를 위해 아르헨티나 염호에 4조 9,000억 원 투자(연간 10만 톤 수산화리튬 생산 전망)