Gambaran Umum Industri Lithium
"Lithium," sebagai salah satu bahan baku untuk kendaraan listrik baru (NEV), adalah bagian penting dalam memahami NEV. Hari ini, kami akan memperkenalkan rantai industri lithium secara komprehensif dari hulu ke hilir melalui artikel ini.
Penambangan Hulu
Sumber Daya Mineral
Di ujung hulu, ada tiga jenis sumber daya yang mengandung lithium oksida yang dapat diekstraksi sebagai bahan baku untuk baterai lithium: spodumene, lepidolite, dan air asin danau garam. Spodumene menyumbang 45% dari pasokan global, lepidolite 11%, dan air asin danau garam 39%.
Berdasarkan wilayah, Australia memiliki bijih mentah spodumene terbanyak, menyumbang sekitar 92% dari total sumber daya spodumene, dengan sisanya terbagi antara Brasil dan Tiongkok (sekitar 4% masing-masing). Lepidolite hampir secara eksklusif ditemukan di empat area penambangan di Yichun, Jiangxi, Tiongkok, dengan 48% di Tambang Tantalum-Niobium Yichun. Chili, sebagai negara sumber daya danau garam terbesar di dunia, memiliki 63% dari danau garam dunia, dengan wilayah Qinghai dan Tibet di Tiongkok menyumbang 27%, dan sisanya tersebar di Argentina dan negara-negara lain.
Tambang dan Perusahaan
Mengambil Australia sebagai contoh, sebagai negara sumber daya spodumene terbesar di dunia, tambangnya memiliki output tertinggi, dengan Greenbushes, Mt Marion, Wodgina, dan Pilgangoora sebagai tambang utama. Greenbushes dan Pilgangoora masing-masing menempati peringkat pertama dan kedua, dengan total produksi mereka pada tahun 2023 menyumbang sekitar 30% dari produksi tambang lithium Australia. Perusahaan penambangan utama termasuk CATL, Albemarle, Tianqi Lithium, Ganfeng Lithium, IGO, Posco, dan Arcadium Lithium. Di Tiongkok, spodumene terutama tersebar di empat area penambangan: Yelonggou dan Lijiagou di Kabupaten Jinchuan, Provinsi Sichuan; Jiajika 134 di Prefektur Ganzi; dan Dahongliutan di Provinsi Xinjiang, dengan Dahongliutan memiliki kadar dan produksi tertinggi. Lepidolite hampir secara eksklusif diproduksi di empat area penambangan di Yichun, Jiangxi, Tiongkok, dengan 48% di Tambang Tantalum-Niobium Yichun.
Pengolahan Bijih dan Ekstraksi Lithium
Namun, komposisi bijih mentah kompleks, dengan ukuran partikel mineral yang tidak merata dan berbagai mineral gangue, menyebabkan tingkat pemanfaatan sumber daya mineral yang relatif rendah. Kandungan rata-rata lithium oksida secara keseluruhan relatif terbatas (spodumene ROM mengandung sekitar 1,5%~4%; lepidolite ROM bahkan lebih rendah: sekitar 0,3%~0,4%). Oleh karena itu, dalam produksi aktual, benefisiasi diperlukan untuk mendapatkan konsentrat spodumene atau konsentrat lepidolite yang memenuhi syarat. Metode utama adalah flotasi dan pemisahan gravitasi, yang memisahkan dan memperkaya komponen berguna lainnya dalam bijih. Kandungan lithium oksida dari konsentrat spodumene yang dihasilkan dapat mencapai sekitar 5%~6,2%, dan konsentrat lepidolite dapat mencapai 1,5%~2,5%. Jelas bahwa spodumene memiliki kandungan lithium oksida yang relatif tinggi, membuat ekstraksi lithium dari konsentrat spodumene lebih efisien dan berkualitas lebih baik, sehingga terutama menghasilkan lithium karbonat grade baterai dan lithium hidroksida grade baterai. Konsentrat lepidolite terutama menghasilkan lithium karbonat grade quasi-baterai dan grade industri. Selain itu, spodumene dapat digunakan untuk mengekstraksi baik lithium hidroksida maupun lithium karbonat, sedangkan konsentrat lepidolite hanya dapat digunakan untuk mengekstraksi lithium karbonat. Lithium hidroksida dan lithium karbonat keduanya adalah bahan kimia lithium dan dapat diubah satu sama lain; lithium hidroksida dapat dikarbonasi menjadi lithium karbonat, dan lithium karbonat dapat diubah menjadi lithium hidroksida melalui kaustisasi.
Untuk danau garam, lithium terutama diekstraksi dengan memompa air asin bawah tanah dan kemudian menggunakan berbagai proses dan metode. Meskipun setiap produsen memiliki metode ekstraksi lithium yang berbeda, metode yang paling mainstream di pasar adalah adsorpsi, membran, dan kalsinasi, terutama karena metode ini memiliki produksi yang relatif tinggi dan teknologi yang matang. Perlu dicatat bahwa karena tingginya kandungan kotoran seperti kalium dan magnesium dalam air asin danau garam, sebagian besar produk tidak dapat mencapai grade baterai, sehingga terutama menghasilkan lithium karbonat grade industri, tetapi dapat dimurnikan untuk mencapai grade baterai. Selain itu, daur ulang baterai lithium saat ini merupakan sumber daya penting—lithium diekstraksi dengan menggilingnya menjadi massa hitam.
Perusahaan Kimia Lithium
Dalam hal produksi kimia lithium global, perusahaan seperti CATL, Tianqi Lithium, Lanke Lithium, dan CITIC Guoan mendominasi pasar lithium karbonat, dengan lima perusahaan teratas (CR5) menyumbang 38% dari pasar pada kuartal ketiga tahun ini. Untuk lithium hidroksida, perusahaan seperti Tianyi Lithium, Ganfeng Lithium, dan Albemarle adalah perwakilan, dengan sepuluh perusahaan teratas menguasai 90% pasar. Saat ini, lebih banyak perusahaan terlibat dalam produksi lithium karbonat, terutama menggunakan spodumene sebagai bahan baku. Ini terutama karena permintaan yang kuat untuk LFP di hilir, membuat lithium hidroksida, yang berfokus pada bahan ternary nikel tinggi, sulit untuk menguntungkan dan mempertahankan produksi.
Bahan Baku Menengah
Komponen utama baterai adalah bahan aktif katoda, bahan anoda, elektrolit, dan separator, dengan proporsi biaya masing-masing sekitar 45%, 10%, 20%, dan 25%.
Bahan Aktif Katoda
Sebagai salah satu dari empat komponen utama baterai, bahan aktif katoda memiliki biaya tertinggi, menyumbang sekitar 45% dari total biaya baterai. Karena persyaratan kinerja dan produk yang berbeda, baterai yang berbeda memerlukan bahan aktif katoda yang berbeda. Ini dapat secara luas dibagi menjadi bahan katoda ternary, bahan LFP, bahan LCO, dan bahan LMO.
a. Bahan LFP
Bahan LFP terutama dibuat dari "lithium karbonat" dan "besi fosfat" sebagai bahan baku utama, bersama dengan bahan tambahan lainnya. Produk hilir utama termasuk kendaraan listrik kelas menengah, drone, dan kendaraan roda dua. Produsen bahan LFP terbesar adalah Defang Nano dan Hunan Yuneng. Saat ini, baterai yang terbuat dari bahan LFP memiliki karakteristik keamanan tinggi dan biaya efektif, secara bertahap menguasai pasar, dengan pangsa pasar sekitar 80%. Tahun ini, perusahaan terkait memiliki jadwal produksi yang baik. Namun, bahan LFP jarang digunakan di luar negeri, terutama karena tidak ada produksi besi fosfat di luar negeri, dan pasar Eropa menuntut jangkauan ultra-jauh, di mana baterai LFP kalah dibandingkan dengan bahan katoda ternary.
b. Bahan Katoda Ternary
Bahan katoda ternary terutama dibuat dari prekursor katoda ternary (nikel sulfat + kobalt sulfat + mangan sulfat) dan lithium karbonat atau lithium hidroksida. Model produk utama adalah 523, 613, dan 811, di mana angka pertama mewakili proporsi nikel sulfat (kapasitas baterai), angka kedua mewakili proporsi kobalt sulfat (keamanan baterai), dan angka ketiga mewakili proporsi mangan sulfat (stabilitas baterai). Produk nikel rendah atau nikel menengah memerlukan lithium karbonat, sedangkan produk nikel tinggi hanya dapat menggunakan lithium hidroksida. Saat ini, produsen bahan utama sedang mengembangkan tren nikel tinggi atau nikel menengah bertegangan tinggi. Bahan katoda ternary nikel tinggi diwakili oleh perusahaan seperti Ronbay Technology dan B&M, menguasai sekitar 37% pasar bahan katoda ternary. Bahan katoda ternary nikel menengah diwakili oleh perusahaan seperti Reshine Technology dan XTC New Energy Materials (Xiamen), menguasai 24% (seri 5) dan 32% (seri 6) pasar. Di pasar Tiongkok, bahan katoda ternary secara bertahap tersingkir oleh LFP. Hingga September tahun ini, proporsi LFP terhadap bahan katoda ternary adalah 8:2. Namun, di pasar luar negeri, bahan katoda ternary menguasai pangsa pasar utama (lebih dari 90%).
Bahan Anoda
Bahan anoda adalah bahan baku penting untuk baterai lithium-ion, memainkan peran kunci dalam baterai lithium-ion. Selama pengisian, bahan anoda terus bereaksi dengan ion lithium, "menangkap dan menyimpan" ion lithium. Selama pelepasan baterai, ion lithium berpindah dari anoda ke katoda, dan baterai bekerja secara eksternal. Oleh karena itu, kemampuan reaksi reversibel ion lithium dengan bahan anoda menentukan efek penyimpanan energi baterai lithium-ion. Meningkatkan kinerja baterai lithium-ion tergantung pada peningkatan kinerja bahan anoda.
Bahan baku utama untuk bahan anoda adalah grafit buatan, menyumbang sekitar 10% dari biaya. Tiongkok adalah produsen utama bahan anoda, menyumbang lebih dari 90% pangsa global, dengan perusahaan seperti BTR, Putailai, dan Shanshan Corporation menguasai sekitar 40% pasar. Namun, ada tren penggunaan lithium logam di masa depan.
Penggunaan Hilir
Produk hilir terutama mencakup daya besar (NEV), daya kecil (kendaraan roda dua, drone), produk digital 3C, dan penyimpanan energi.
Daya besar memiliki proporsi aplikasi terbesar di bidang baterai lithium, sekitar 70%. Di antaranya, bahan LFP dan bahan katoda ternary nikel menengah sesuai untuk NEV kelas menengah dan rendah, sedangkan bahan katoda ternary nikel tinggi digunakan untuk produk merek kelas atas. Perusahaan penggunaan hilir termasuk BYD dan CATL. Daya kecil menyumbang sekitar 12% di bidang baterai lithium, produk digital 3C sekitar 8%, dan penyimpanan energi sekitar 10%, dengan permintaan pasar dan kinerja terbaik, memberikan kontribusi signifikan terhadap pasar penggunaan hilir, dengan banyak ekspor ke luar negeri.
