لیتیوم (Lithium) یک عنصر شیمیایی با نماد Li و عدد اتمی ۳ است. این فلز قلیایی، نرم، نقره‌ای-سفید و بسیار واکنش‌پذیر است و سبک‌ترین فلز و سبک‌ترین عنصر جامد در جدول تناوبی محسوب می‌شود. به دلیل خواص منحصر به فرد خود، به‌ویژه قابلیت ذخیره‌سازی انرژی به نسبت وزن کم، لیتیوم به یک ماده حیاتی در فناوری‌های نوین، به‌خصوص در باتری‌ها، تبدیل شده است. در عصر حاضر، لیتیوم به عنوان یکی از اصلی‌ترین مواد خام برای تولید باتری‌های خودروی برقی، نقشی محوری در انقلاب حمل‌ونقل الکتریکی ایفا می‌کند.
نقش لیتیوم در باتری خودروهای برقی
لیتیوم جزء نامی و اساسی باتری‌های لیتیوم یون (Lithium-ion Batteries) است که استاندارد غالب در باتری خودروی برقی (EV Battery) و باتری هیبریدی در خودروهای برقی و هیبریدی‌های پلاگین محسوب می‌شوند.
- حمل‌کننده بار الکتریکی: در باتری‌های لیتیوم یون، یون‌های لیتیوم (اتم‌های لیتیوم با بار الکتریکی مثبت) بین آند (Anode) و کاتد (Cathode) از طریق الکترولیت (Electrolyte) حرکت می‌کنند. این حرکت یون‌ها پایه و اساس فرآیندهای شارژ (Charging) و دشارژ (مصرف انرژی) در باتری است.
- ماده الکترود: لیتیوم جزء کلیدی در مواد تشکیل‌دهنده کاتد (مانند اکسیدهای حاوی لیتیوم در شیمی‌های NMC، NCA، و فسفات لیتیوم و آهن در LFP) و یا به صورت فلز لیتیوم خالص در آند (در باتری‌های حالت جامد آینده) استفاده می‌شود. قابلیت لیتیوم برای ذخیره انرژی بالا به نسبت وزن کم، عامل اصلی چگالی انرژی (Energy Density) بالای باتری‌های لیتیوم یون است.
منابع لیتیوم و بازار جهانی
لیتیوم به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی‌شود، بلکه عمدتاً از دو منبع اصلی استخراج می‌گردد:
- آب نمک (Brine): ذخایر بزرگ آب نمک در زیر زمین (مانند ذخایر مشهور مثلث لیتیوم در شیلی، آرژانتین و بولیوی، و همچنین در چین) منبع اصلی لیتیوم هستند. استخراج از آب نمک شامل تبخیر آب در حوضچه‌های بزرگ برای تغلیظ لیتیوم است که فرآیندی طولانی اما نسبتاً ارزان است.
- سنگ سخت (Hard Rock): لیتیوم در کانی‌هایی مانند اسپودومن در سنگ‌های سخت (مانند در استرالیا، کانادا، برزیل) یافت می‌شود. استخراج از سنگ سخت نیازمند فرآیندهای معدن‌کاری سنتی و فرآوری شیمیایی پیچیده‌تر و معمولاً گران‌تر است.
با رشد سریع بازار خودروهای برقی، تقاضا برای لیتیوم در سطح جهانی به شدت افزایش یافته است. این افزایش تقاضا چالش‌هایی را در زمینه تأمین پایدار، هزینه‌ها، اثرات زیست‌محیطی استخراج (به‌خصوص در روش‌های آب نمک که مصرف آب بالایی دارند) و مسائل ژئوپلیتیکی مرتبط با کشورهای تولیدکننده اصلی ایجاد کرده است. توسعه زنجیره تأمین لیتیوم برای صنعت خودروهای برقی یک اولویت جهانی است.
بازیافت لیتیوم
لیتیوم یکی از مواد ارزشمند و قابل بازیابی در باتری‌های لیتیوم یون پایان عمر است. بازیافت باتری‌های لیتیوم یون به کاهش نیاز به استخراج لیتیوم جدید، کاهش اثرات زیست‌محیطی مرتبط با معدن‌کاری، و ایجاد یک اقتصاد چرخشی برای مواد باتری کمک می‌کند. هرچند بازیابی لیتیوم ممکن است از نظر فنی پیچیده‌تر و از نظر اقتصادی کمتر جذاب از بازیابی فلزات گران‌بها مانند کبالت و نیکل باشد، توسعه فرآیندهای بازیافت لیتیوم یک هدف مهم در صنعت فناوری باتری است.
لیتیوم در بازار خودروی ایران
لیتیوم به عنوان یک ماده خام وارداتی، تأثیر غیرمستقیمی بر بازار خودروی ایران دارد. هزینه تولید باتری خودروی برقی که جزء اصلی قیمت یک خودروی برقی است، تحت تأثیر قیمت جهانی لیتیوم و سایر مواد خام باتری قرار دارد. بنابراین، نوسانات در بازار جهانی لیتیوم می‌تواند بر قیمت پایه و قیمت نهایی خودروهای برقی وارداتی به ایران تأثیر بگذارد.
از لحاظ منابع داخلی، ایران به طور سنتی در فهرست کشورهای تولیدکننده عمده لیتیوم قرار نداشته است. با این حال، در سال‌های اخیر، گزارش‌هایی مبنی بر کشف پتانسیل قابل توجهی از ذخایر لیتیوم در مناطقی از ایران (مانند استان همدان) منتشر شده است. مهم است که توجه داشته باشیم این گزارش‌ها مربوط به کشف پتانسیل ذخایر هستند و نه تولید قطعی و بهره‌برداری در مقیاس تجاری. توسعه این ذخایر نیازمند سرمایه‌گذاری عظیم، فناوری پیشرفته و زمان قابل توجهی برای استخراج و فرآوری است.
با این حال، کشف احتمالی این ذخایر برای آینده ایران در زمینه حمل‌ونقل الکتریکی و صنعت خودرو، یک موضوع راهبردی مهم است:
- تولید باتری در ایران: در صورت تأیید و توسعه این ذخایر و امکان استخراج و فرآوری اقتصادی، دسترسی به لیتیوم داخلی می‌تواند یک مزیت بزرگ برای برنامه‌های احتمالی تولید باتری در ایران و در نتیجه تولید خودروهای برقی در ایران باشد و وابستگی به واردات این ماده خام حیاتی را کاهش دهد.
- بازیافت باتری در ایران: با افزایش تعداد خودروهای برقی در ایران، در آینده نیاز به بازیافت باتری‌های لیتیوم یون در ایران افزایش خواهد یافت. بازیابی لیتیوم در فرآیندهای بازیافت می‌تواند بخشی از نیازهای آینده به این ماده خام را در داخل کشور تأمین کند.
نتیجه‌گیری
لیتیوم یک فلز سبک و واکنش‌پذیر است که نقشی بنیادی و حیاتی در فناوری باتری‌های لیتیوم یون، که باتری استاندارد خودروهای برقی هستند، ایفا می‌کند. این فلز به عنوان یک ماده خام باتری کلیدی، عامل اصلی چگالی انرژی بالا در این باتری‌ها است و تقاضا برای آن با رشد بازار خودروهای برقی به شدت در حال افزایش است. بازار جهانی لیتیوم و چالش‌های مرتبط با تأمین و بازیافت آن، بر صنعت خودروهای برقی در سطح جهانی و به طور غیرمستقیم بر هزینه خودروهای برقی وارداتی به ایران تأثیر می‌گذارد. گزارش‌های اخیر در مورد کشف پتانسیل ذخایر لیتیوم در ایران، یک موضوع راهبردی برای آینده تولید باتری در ایران و توسعه حمل‌ونقل الکتریکی در کشور محسوب می‌شود، اگرچه بهره‌برداری از این ذخایر نیازمند زمان و سرمایه‌گذاری است.
