수산화리튬

수산화리튬

수산화리튬 구조

수산화리튬의 결정 구조

수산화리튬(lithium hydroxide)은 전기차에서 주행거리를 300km이상으로 가능케 하는 배터리의 핵심 원료이다. 리튬이온 배터리의 리튬은 크게 탄산리튬과 수산화리튬으로 구분된다. 탄산리튬은 주로 단거리 주행에 사용되는 소형 전기차용 배터리를 포함해 스마트폰, 노트북, 전동공구용 등 에너지 용량과 밀도가 상대적으로 낮은 배터리 제작에 사용된다. 수산화리튬은 탄산리튬보다는 에너지밀도와 용량이 높은 배터리 제작에 사용된다. 주로 장거리 주행거리를 필요로 하는 전기차 양극재에 들어가는 리튬이다.

수산화리튬은 니켈 함량을 높인 '하이니켈' 양극재와 합성이 용이한 것으로 알려졌다. 하이니켈 양극재는 고용량 전기차 배터리 제작에 사용된다. 니켈은 높은 온도에서는 리튬과 합성이 잘 되지 않는데, 이런 이유에서 탄산리튬보다 녹는 온도가 낮은 수산화리튬이 니켈과의 합성이 용이한 것으로 알려져 있다.

전기차 배터리 1GWh(기가와트시)를 생산하는데 수산화리튬은 700톤이 필요하다. 수산화리튬 5만톤이면 배터리 70GWh 이상을 생산할 수 있다.

개요

수산화리튬은 화학식이 LiOH인 리튬의 수산화물이다. 흰색 고체이다. 물에 녹는다.

무수물은 무색 정방정계의 결정이며 비중 1.43, 녹는점 445℃ , 끓는점 약 925℃ 이다. 1수화물(LiOH·HO)은 무색 단사정계 결정으로 비중 1.83이다. 강한 염기이고 공기 속에서 이산화탄소를 흡수한다. 흡습성은 수산화나트륨이나 수산화칼륨보다 작다. 물 100g에 대한 용해도는 12.7g(0℃), 17.5g(100℃)이며 에틸알코올에는 잘 녹지 않는다. 수용액속에서 탄산리튬과 수산화칼슘, 또는 황산리튬과 수산화바륨의 복분해에 의해 1수화물을 만들고 이것을 오산화이인(PO)이 들어 있는 진공 데시케이터 속에서 탈수하든가 수소기류 속에서 가열하여 무수물을 만든다.

이산화탄소 흡수제, 리튬베이스그리스, 리튬비누 및 리튬화합물 제조의 원료, 사진현상약 등으로 사용된다.

제법

탄산리튬과 수산화칼슘, 또는 황산리튬과 수산화바륨의 복분해에 의해 수용액에서 1수화염을 얻고, 진공 중에서 오산화이인을 사용하여 탈수하거나 수소 기류 중에서 가열하여 무수염을 얻는다.

시장 전망

전기차 배터리 시장이 커지며 수산화리튬 수요가 2025년까지 연평균 35% 성장할 것이라는 분석이 나왔다. 글로벌 배터리 업계와 완성차 업체들이 소재 확보에 뛰어들며 배터리용 수산화리튬 수요는 45만t으로 폭증할 전망이다. 중국 CBEA(China Battery Enterprise Alliance)에 따르면 전 세계 수산화리튬 수요는 2019년 약 8만t으로 집계됐다. 리튬이온 배터리용 수산화리튬 수요는 약 4만2000t으로 전체 시장의 52%를 차지했다.

수산화리튬은 배터리 양극재의 필수 소재다. 니켈·코발트·알루미늄(NCA)을 비롯해 고용량 배터리 양극재에 주로 쓰인다.

전기차 시장이 커지면서 배터리 업체들은 수산화리튬 확보에 매진하고 있다. LG에너지솔루션은 2020년 말 칠레 리튬 생산업체 SQM과 리튬 공급 계약을 체결했다. 2021년부터 2029년까지 수산화리튬과 탄산리튬 5만5000t을 공급받기로 했다. 2018년 말 중국 간펑리튬 지분 1.2%를 사고 톈치리튬 자회사인 호주 톈치리튬퀴나나(TLK)로부터 작년부터 수산화리튬을 수급하고 있다. 또 2021년 7월, 호주 벌칸 에너지 리소스와 연간 1만t 규모(첫해 5000t)의 수산화리튬 구매계약을 체결했다. 기간은 5년으로, 5년 연장할 수 있다. 최대 10년 동안 총 9만5000t의 수산화리튬을 확보한 것이다.

삼성SDI는 간펑리튬 지분 1.8%를 갖고 있다. 2018년 포스코와 컨소시엄을 꾸려 칠레에서 리튬 프로젝트도 따냈다.

SK이노베이션은 TLK로부터 최대 5만t의 수산화리튬을 조달한다. 거래 기간은 2019년 7월부터 2024년까지다. 중국 롱후이 리튬과도 작년 10월 장기 공급 계약을 성사시켰다. 롱후이 리튬은 LG에너지솔루션, 삼성SDI와도 수산화리튬 납품에 손을 잡았다.

글로벌 완성차 업체들도 수산화리튬에 눈독을 들이고 있다. 미국 테슬라는 중국 쓰촨 야후아 인더스트리얼 그룹의 자회사 야안 리튬으로부터 수산화리튬을 구매했다. 계약 규모는 6억3000~8억8000만 달러(약 6800억~9600억원)로 추정된다. 독일 BMW는 간펑리튬과 5억4000만 유로(약 7220억원)에 달하는 계약을 맺었다. 2020년부터 2024년까지 4년간 리튬을 받는다.

포스코도 2020년 4월 연산 1500t 규모의 수산화리튬 생산라인을 광양 PosLX 공장에서 준공하고 생산에 들어갔다. 포스코는 수산화리튬을 폐2차전지에서 수거한 인산리튬을 통해 만든다. 인산리튬을 전환농축 작업을 거쳐 수산화리튬으로 만드는 공정인데, 리튬 회수율이 80%이상이라 경제성이 높다는 것이 포스코의 설명이다. 제조 과정에서 고형 폐기물도 발생하지 않고, 불순물 함량도 경쟁사 제품대비 3분의 1수준이다.

2021년 7월 기준으로 수산화리튬 가격은 t당 1만5000달러(약 1718만원) 내외이다.

참고자료

• 〈수산화 리튬〉, 《위키백과》
• 〈수산화리튬〉, 《화학대사전》
• 〈수산화리튬〉, 《사이언스올》
• 김동규 기자, 〈배터리 업계 ‘수산화리튬’ 확보전쟁 지속〉, 《이코노믹리뷰》, 2019-05-08
• 유희석 기자, 〈{단독)LG에너지솔루션, 친환경 수산화리튬 10년간 9만5000t 확보〉, 《비즈니스플러스》, 2021-07-19
• 오소영 기자, 〈배터리용 수산화리튬 수요 수직상승…2025년 45만t〉, 《더구루》, 2021-01-09
• 황시영 기자, 〈배터리업체, 수산화리튬 확보 전쟁 시작됐다〉, 《머니투데이》, 2019-05-06
• 포스코, 〈포스코, 광양에 연산 4만3천톤 규모 수산화리튬 공장 착공〉, 《포스코뉴스룸》, 2021-05-26

같이 보기

• 탄산리튬
• 수산화물
• 리튬

이 수산화리튬 문서는 원소에 관한 토막글입니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 이 문서의 내용을 채워주세요.

산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재, 원소 □■⊕, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 원소 갈륨 • 경수소 • 구리 • 규소 • 금 • 금속 • 금속이온 • 나트륨(소듐) • 나트륨이온 • 납 • 네오디뮴 • 네온 • 니켈 • 동소체 • 동위원소 • 라돈 • 라듐 • 란타넘 • 란타넘족 • 루비듐 • 루테늄 • 리튬 • 리튬메탈 • 리튬이온 • 마그네슘 • 망가니즈(망간) • 바나듐 • 바나듐이온 • 방사성 동위원소 • 백금 • 베릴륨 • 붕소 • 브로민 • 비소 • 비철금속 • 사마륨 • 산소 • 삼중수소 • 세슘 • 셀레늄 • 수소 • 수소이온 • 수은 • 스칸듐 • 아르곤 • 아연 • 아연이온 • 아이오딘(요오드) • 악티늄 • 악티늄족 • 안정 동위원소 • 알루미늄 • 염소 • 오가네손 • 우라늄 • 원소 • 원자 • 은 • 인 • 저마늄(게르마늄) • 전이금속 • 전이후금속 • 전형금속 • 제논 • 족 • 주기 • 주기율표 • 주석 • 준금속 • 중금속 • 중수소 • 지르코늄 • 질소 • 철 • 초우라늄 • 카드뮴 • 칼륨(포타슘) • 칼슘 • 코발트 • 코페르니슘 • 크로뮴(크롬) • 크립톤 • 타이타늄(티타늄) • 탄소 • 탄소-14 • 텅스텐 • 토륨 • 팔라듐 • 플루오린 • 플루토늄 • 할로젠(할로겐) • 핵종 • 헬륨 • 헬륨3 • 황 화합물 LNO • pH • 갈륨비소 • 강 • 강철 • 경수 • 고분자 • 공유결합 • 과산화수소 • 과산화은 • 그래핀 • 금속결합 • 금속산화물 • 뉴세라믹 • 단백질 • 단일결합 • 두랄루민 • 디메틸 카보네이트 • 리간드 • 리튬 니켈 산화물 • 리튬산화물 • 리튬인산철 • 리튬 코발트 산화물 • 리튬 티타늄 산화물 • 메탄올 • 메탈실리콘 • 메테인 • 무기화합물 • 무쇠(주철) • 무수수산화리튬 • 물 • 반응식 • 벤젠 • 분자 • 분자량 • 분자식 • 불소 • 불화리튬(플루오린화 리튬) • 불화수소 • 붕산리튬 • 뷰텐(부틸렌) • 비금속 • 산 • 산성 • 산화물 • 산화은 • 산화제 • 산화철 • 산화칼슘 • 산화코발트 • 삼중결합 • 삼중수 • 상대이온 • 선철 • 설탕 • 세라믹 • 셀룰로이드 • 소금 • 수산화나트륨 • 수산화니켈 • 수산화리튬 • 수산화물 • 수산화아연 • 수산화이온 • 수산화칼륨 • 수산화칼슘 • 수산화코발트 • 수소결합 • 수증기 • 순물질 • 순철 • 실리카(이산화규소) • 실리콘 (규소) • 실험식 • 아미노산 • 아세테이트 • 아세트산 • 아세틸렌 • 아이소프렌(이소프렌) • 아크릴로나이트릴 • 알칼리 • 알칼리성 • 알코올 • 암모니아 • 얼음 • 에탄올 • 에테인 • 에틸렌 • 에틸렌 카보네이트 • 연철 • 염 • 염기 • 염기성 • 염산 • 염화나트륨 • 염화마그네슘 • 염화비닐라이덴 • 염화수소 • 염화칼륨 • 염화칼슘 • 올레핀 • 옹스트롬 • 요소 • 요소수 • 유기화합물 • 유리탄소 (free carbon) • 유리탄소 (glassy carbon) • 이산화망가니즈 • 이산화탄소 • 이산화티타늄 • 이소부틸렌(아이소뷰텐) • 이오노머 • 이온결합 • 이중결합 • 인산 • 인산리튬 • 인산염 • 인산철 • 인조흑연 • 일산화탄소 • 전기화학반응 • 중수 • 증류수 • 질산 • 질산나트륨 • 질산염 • 질산칼륨 • 질화리튬 • 질화물 • 착이온 • 천연흑연 • 청동 • 초분자 • 카르빈 • 카보네이트(탄산염) • 카본블랙 • 킬레이트 • 탄산 • 탄산나트륨 • 탄산리튬 • 탄산에틸렌 • 탄산이온 • 탄산칼륨 • 탄산칼슘 • 탄소강 • 탄소나노튜브 • 탄소화합물 • 탄화규소 • 탄화수소 • 특수강 • 페놀 • 페라이트 • 페로브스카이트 • 폴리부틸렌 • 폴리아미드 • 풀러렌 • 프로포폴 • 프로필렌 • 하이니켈 • 합금 • 홑원소물질 • 화학 • 화학결합 • 화학반응 • 화학반응식 • 화학식 • 화합물 • 환원제 • 황동 • 황산 • 황산니켈 • 황산망간 • 황산코발트 • 황화리튬 • 황화물 • 흑린 • 흑연 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반