Tecnologías de Li-Metal dirigidas al mercado de baterías de próxima generación


“La estrategia general de Li-Metal es atrincherarse y luego crecer”, dijo el CEO Jastrzebski a MINING.COM.

La empresa canadiense ha desarrollado un proceso para crear metal de litio de grado de batería de alto rendimiento.

Convencida de que las baterías de metal de litio son la próxima gran novedad, la empresa canadiense ha desarrollado un proceso de producción de metal de litio que toma carbonato de litio, como polvo o gránulos reciclados o virgen, y lo disuelve en sal fundida. Esto luego se electroliza en una celda de electrodeposición de membrana que divide el carbonato de litio en metal de litio de grado técnico y gas de escape. El metal de litio de grado técnico se refina aún más para crear metal de grado de batería de alto rendimiento.

Según Jastrzebski, este proceso es menos costoso que los procesos de producción de litio existentes, puede utilizar fuentes químicas nacionales y es más sostenible.

“Nuestra producción de metal de litio utiliza una materia prima diferente; carbonato de litio, en lugar de cloruro de litio, que es muy ventajoso. Esto requiere una celda de dos compartimentos con electrolitos separados para el cátodo y el ánodo, por lo que la estructura de la celda y las filosofías operativas son bastante diferentes en comparación con el proceso convencional ”, explicó el ejecutivo. “La única similitud es que, como el proceso convencional, es un proceso de electrólisis de sales fundidas”.

MDC: ¿Qué lo hace más sostenible?

Jastrzebski: Una de las mayores ventajas de nuestro proceso es que evita la electrolización del cloruro de litio. Cuando electrolizas cloruro de litio, liberas alrededor de cinco toneladas de gas cloro tóxico por cada tonelada de metal que produces. Esto se manifiesta tanto como emisiones fugitivas en la planta como gas de cola que debe ser capturado y tratado. Al eliminar esta fuente de emisiones, podemos reducir el impacto ambiental de los subproductos del proceso. Del mismo modo, debido a que nuestro proceso no requiere equipos sofisticados de tratamiento de gases, eliminamos la energía y los materiales asociados con su operación.

MDC: ¿Qué lo hace más barato?

Jastrzebski: En primer lugar, la mayor parte del cloruro de litio de alta pureza se fabrica a partir de carbonato de litio, por lo que al usar carbonato de litio directamente eliminamos un paso de conversión que normalmente aumenta el costo de entrada de la materia prima. En segundo lugar, debido a que no necesitamos construir y operar el mismo equipo sofisticado de tratamiento de gas, ahorramos tanto en el costo de construcción inicial de la planta como en el costo operativo en relación con el proceso convencional.

Nueva tecnología de ánodo

A medida que desarrolla su tecnología de producción de metal de litio, Li-Metal también está trabajando en una nueva tecnología de ánodo de litio.

La materia prima para ambos desarrollos se obtiene en el mercado abierto, pero una vez que comiencen las operaciones a escala comercial, la intención es obtener materias primas sostenibles de América del Norte, incluido el carbonato de litio a partir de baterías recicladas.

Jastrzebski explicó que la tecnología de ánodos de la compañía utiliza un proceso de deposición de rollo a rollo que consiste en desenrollar material de gran formato a escala micrométrica del rollo de sustrato y luego pasar el sustrato a través de una o más zonas de deposición donde se aplica el metal de litio junto con un combinación de otros materiales. A partir de ahí, el ánodo completo se enrolla en el rollo de producto y se empaqueta en gas argón para su envío, producción de baterías o almacenamiento.

La tecnología de ánodo de Li-Metal utiliza un proceso de deposición de rollo a rollo

“La base detrás de nuestros productos de ánodo es la deposición física de vapor de rollo a rollo: esta es una tecnología que se ha aplicado con éxito en la producción de productos metálicos de gran formato y bajo costo durante décadas”, dijo el CEO. “Nuestro enfoque es único debido a la variedad de materiales que podemos depositar en una sola pasada. Esto nos da la capacidad de impartir una variedad de propiedades a los materiales del ánodo que pueden usarse para mejorar el desempeño electroquímico o económico de los materiales ”.

Según Jastrzebski, la tecnología de ánodo de litio de Li-Metal utiliza menos litio por cada metro cuadrado de ánodo en comparación con las alternativas que están disponibles en la actualidad.

“Los ánodos de metal de litio existentes se fabrican primero extruyendo y enrollando litio en láminas delgadas. Pueden hacer láminas gruesas de entre 40 y 150 micrones, pero se vuelve costoso y difícil de escalar a medida que se acerca a los espesores necesarios para las baterías de próxima generación ”, dijo. “Nuestra tecnología hace lo contrario: se vuelve más económica a medida que disminuye el grosor del ánodo y aumenta el tamaño de la celda, que es exactamente donde van las baterías de próxima generación”.

MDC: ¿Cuáles son los planes de Li-Metal una vez que se aprueben las patentes para la tecnología de ánodo y el proceso de producción de metal de litio?

Jastrzebski: Tenemos una hoja de ruta de desarrollo de productos y tecnología saludable y estamos expandiendo continuamente nuestra cartera de patentes; hemos presentado solicitudes de patente adicionales este año, por lo que realmente no vemos la aprobación de la patente como un estado final, sino más bien como parte de nuestra proceso continuo.

También proliferaremos nuestras tecnologías. Planeamos suministrar y potencialmente licenciar nuestra tecnología de producción de ánodo a fabricantes de baterías y vehículos eléctricos, suministrar consumibles de metal de litio a los operadores de la tecnología y continuar suministrando materiales de ánodo de alta calidad para baterías de alto rendimiento con ciclos de producción precomerciales y comerciales tempranos. para alimentar la tubería.

Nuestros próximos pasos clave son poner en marcha nuestro laboratorio interno de materiales de ánodos avanzados en nuestras instalaciones de Markham, Ontario; esperamos que el trabajo que hemos planeado allí produzca propiedad intelectual patentable adicional. A esto le seguirá en breve la finalización de nuestra planta piloto de producción de ánodos de rollo a rollo en Rochester, Nueva York, donde industrializaremos la investigación realizada en el laboratorio de ánodos. También estamos anticipando la finalización de nuestra nueva instalación piloto de producción de metal de litio en Markham en los próximos meses. De cara al futuro, nuestro objetivo es completar la ingeniería de nuestro prototipo de equipo e instalación de producción de ánodos a escala comercial en 2022.

MDC: ¿Dónde encaja el Li-Metal en la cadena de suministro de baterías de próxima generación?

Jastrzebski: Li-Metal puede considerarse un proveedor intermedio. Nuestra cadena de valor comienza con carbonato de litio a granel y termina con rollos de ánodos de litio metálicos de alto rendimiento listos para usar en celdas de batería. Somos clientes de los productores de productos químicos y proveedores de los fabricantes de baterías. También podemos suministrar potencialmente productos intermedios como el litio metálico a otras industrias.

La cadena de suministro de baterías de próxima generación requiere una cadena de suministro completamente evolucionada que ni siquiera existe todavía. Producir baterías de próxima generación para vehículos eléctricos con tecnologías existentes puede ser costoso, ya que utiliza más litio del necesario. En última instancia, nuestras tecnologías desarrollan los componentes básicos para las baterías de próxima generación que crean vehículos eléctricos más rentables, de mayor alcance y más seguros.

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