Benchmark: il boom delle batterie agli ioni di litio che guida la domanda di fluorite

Si prevede che la domanda di fluorite da parte del settore delle batterie agli ioni di litio supererà 1.6 milioni di tonnellate entro il 2030, rappresentando una parte significativa del mercato complessivo, secondo il nuovo Fluorspar Market Outlook di Benchmark.

Questo minerale, composto principalmente da fluoruro di calcio (CaF₂), ha un potenziale che va oltre i suoi usi tradizionali nei refrigeranti, nella produzione dell'acciaio e dell'alluminio. La fluorite viene prodotta principalmente attraverso operazioni a cielo aperto e ha due gradi principali: grado metallurgico (metspar) per la produzione dell'acciaio e grado acido (acidspar). Il materiale viene estratto e poi lavorato attraverso frantumazione, macinazione e cernita fisica.

Acidspar richiede un'ulteriore raffinazione chimica per raggiungere il 97% di CaF₂ contenuto. Il prodotto finale viene venduto sotto forma di polvere e trasportato come pannello filtrante secco o umido, a seconda delle rotte di spedizione e del mercato finale.

Mentre il mercato delle batterie agli ioni di litio registra una crescita massiccia alimentata dai veicoli elettrici e dallo stoccaggio di energia rinnovabile, le proprietà della fluorite stanno trovando crescente applicazione in quattro aree chiave:

1. Legante del fluoruro di polivinilidene (PVDF) nei catodi: Il PVDF, un fluoropolimero derivato dalla fluorite, funge da materiale legante critico che tiene insieme i materiali attivi catodici. Le sue eccellenti prestazioni nelle batterie ad alta tensione e la resistenza agli ambienti chimici aggressivi lo rendono insostituibile. La crescente domanda di catodi ad alto contenuto di nichel, con la loro densità energetica superiore, aumenta ulteriormente il consumo di PVDF.
2. Rivestimento in PVDF sui separatori nelle celle in formato sacchetto: Le celle a sacchetto, diffuse nell'elettronica di consumo e nelle applicazioni per batterie più piccole, utilizzano separatori rivestiti in PVDF per migliorarne la stabilità e la sicurezza. Questa applicazione, sebbene attualmente più piccola dell'uso del legante catodico, sta assistendo a una rapida crescita a causa della crescente popolarità delle celle a sacca.
3. Litio esafluorofosfato (LiPF₆) elettrolita: LiPF₆ funge da sale elettrolitico chiave nelle batterie agli ioni di litio, facilitando il movimento degli ioni di litio. La sua produzione si basa fortemente sull'acido fluoridrico (HF), che è derivato dalla fluorite. La crescente domanda di batterie agli ioni di litio si traduce direttamente in un aumento del LiPF₆ e, di conseguenza, il consumo di fluorite.
4. Acido fluoridrico per purificazione anodica: La grafite in scaglie naturali, un comune materiale anodico, spesso contiene impurità come la silice. L'HF svolge un ruolo cruciale nella rimozione di queste impurità, migliorando le prestazioni e la sicurezza dell'anodo. Con l’aumento della domanda di grafite ad elevata purezza, aumenta anche la dipendenza dall’HF e, successivamente, dalla fluorite.

Questa domanda crescente offre opportunità per l’industria della fluorite. Tuttavia, secondo Benchmark, le sfide rimangono.

• Vincoli di fornitura: L’attuale produzione di fluorite è in gran parte concentrata in pochi paesi, il che solleva preoccupazioni su potenziali colli di bottiglia nell’offerta. Inoltre, le severe normative ambientali possono ostacolare lo sviluppo di nuove miniere, riducendo ulteriormente l’offerta. Nuovi progetti minerari, su larga scala e di alto livello possono richiedere grandi quantità di nuovo capitale, il che può presentare sfide in giurisdizioni con profili ad alto rischio.
• Volatilità del prezzo: I prezzi della fluorite sono stati storicamente volatili, influenzati da fattori quali tensioni geopolitiche e fluttuazioni della domanda da altri settori. Questa volatilità può creare incertezza per i produttori di batterie e ostacolare la pianificazione a lungo termine. Diversificare l’offerta e migliorare la trasparenza dei prezzi contribuiranno a rimuovere parte dell’incertezza da questo mercato critico.
• Preoccupazioni per la sostenibilità: L’estrazione e la lavorazione della fluorite sollevano preoccupazioni ambientali, rendendo necessarie pratiche responsabili e l’adozione di tecnologie di estrazione e lavorazione sostenibili. Ancora una volta, diversificare l’offerta lontano dai produttori artigianali, in particolare in Cina, migliorerà probabilmente le credenziali di sostenibilità del settore. Ciò è particolarmente vero se si riesce a finanziare un’offerta aggiuntiva in nazioni che già dispongono di un’industria mineraria avanzata e sofisticata.

Nonostante queste sfide, le prospettive a lungo termine per la fluorite, in particolare la spate acida, sono promettenti, afferma Benchmark. Il ruolo cruciale che svolge nella produzione di batterie agli ioni di litio, insieme alla crescente domanda di soluzioni energetiche più pulite, sta guidando l’innovazione e gli investimenti nell’esplorazione, nella lavorazione e nelle pratiche sostenibili.

La Cina domina il mercato della fluorite, rappresentando oltre il 60% della produzione globale. Tuttavia, aziende come la canadese Sigma Lithium Resources e la Tivan dell'Australia occidentale stanno esplorando nuovi depositi di spate acida con qualità ed aspetti economici promettenti.

Investimenti in tecnologie di riciclo per LiPF₆ e il PVDF potrebbe ridurre la dipendenza dalla fluorite vergine nel lungo termine. Il benchmark prevede che il processo e gli scarti a fine vita delle batterie agli ioni di litio aumenteranno fortemente entro il 2040.

È in corso la ricerca per sviluppare fonti alternative di fluoro, come l'acido fluosilicico, per ridurre la dipendenza dall'estrazione della fluorite. L'acido fluosilicico è un sottoprodotto del settore dell'acido fosforico e alcune aziende come la cinese Do-Fluoride lo utilizzano come materia prima per la produzione di HF, al posto dello spato acido.

Una forma pura di acido fosforico (noto come PPA) è un precursore dei catodi delle batterie al litio ferro fosfato (LFP) e si prevede che l’estrazione di rocce fosfatiche aumenterà del 25% fino a 278 milioni di tonnellate entro il 2030, secondo Benchmark.

Benchmark ha appena lanciato il nuovo Fluorspar Market Outlook con un'analisi dettagliata di offerta, domanda e prezzi fino al 2030.

Fonte da Congresso Green Car

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