El litio lo queremos, porque acrecienta los horizontes de los ciudadanos de Argentina, Chile y Bolivia, porque representa mucho más que una oportunidad económica, es una invitación a mirar hacia adelante y a construir un futuro de mayores oportunidades.
Lo queremos, porque nos obliga a mirarnos a los ojos, a no engañarnos. Esto implica que el siguiente paso lógico tras la obtención del carbonato de litio es la implementación de una planta de materiales catódicos, que representa la verdadera alquimia del mañana.
La instalación de una planta de materiales catódicos puede resultar ilusoria, una utopía carente de todo fundamento lógico. Sin embargo, hay ventanas de oportunidad que pueden abrirse, como la fabricación de vehículos eléctricos en Brasil, las principales marcas chinas de automóviles que fabrican en Brasil son BYD, Great Wall Motor (GWM) y GAC AION, entre otras, con una alta y urgente demanda de materiales activos para cátodos (CAM).
Existen diversas tecnologías de materiales catódicos en el mercado, entre las cuales destacan dos por su gran éxito: los LFP (fosfato de hierro y litio) y los NMC (níquel, manganeso y cobalto). En esta entrega nos centraremos exclusivamente en los materiales catódicos NMC.
La producción industrial de los NMC se articula en dos grandes etapas químicas: la síntesis del precursor (pCAM) mediante coprecipitación y la litiación o calcinación que transforma ese precursor en el material activo final (CAM).
La primera fase comienza en el laboratorio de procesos. Las sales de los metales de transición —sulfatos de níquel, manganeso y cobalto— se disuelven en agua purificada. Esa solución metálica se introduce a un reactor continuo de tanque agitado (CSTR), donde se introduce simultáneamente un agente precipitante, típicamente hidróxido de sodio, y un agente quelante o ajustador de pH, como hidróxido de amonio. El precipitado sólido se somete a etapas de purificación, de lavados repetidos para eliminar impurezas solubles —principalmente iones sodio y sulfato— y secado en hornos con control térmico. El producto resultante es el polvo precursor conocido como pCAM.
Se pasa a la fase de la litiación y formación del material activo (CAM), una vez obtenido el precursor libre de litio, se transforma el óxido en capas electroquímicamente activo. Luego, el polvo del precursor (pCAM) se homogeneiza con hidróxido de litio mediante mezcladores industriales en seco. Se pasa a la Calcinación a alta temperatura. La mezcla pasa a hornos rotatorios o de túnel en atmósfera controlada (aire u oxígeno puro) a temperaturas entre 750 °C y 950 °C durante varias horas. El litio se difunde en la estructura del precursor para formar el cristal ordenado de NMC intermedio. Posteriormente, el material se tritura de forma controlada para desagregar aglomerados y se tamiza para asegurar una distribución granulométrica uniforme. Luego viene el lavado y recubrimiento (coating), se aplican recubrimientos protectores a escala nanométrica —como alúmina o circona. Una segunda calcinación, fija el recubrimiento y elimina cualquier humedad o solvente residual.
El polvo CAM terminado se entrega a los fabricantes de celdas, quienes lo convierten en la lámina catódica funcional donde se pasa a la preparación de la pasta (Slurry). El polvo NMC se mezcla con un aditivo conductor y un aglutinante polimérico disuelto en un solvente. La suspensión se aplica sobre una lámina de aluminio y pasa por hornos de secado para evaporar el solvente. Para finalizar, se pasa al calandrado, la lámina seca se prensa entre rodillos de alta precisión para compactar el material, mejorar la conductividad eléctrica y alcanzar la densidad deseada.
El litio lo queremos, para eso necesitamos Alianzas Público Privadas (APP), que permitan encontrar socios que utilicen procesos innovadores que, por su propia naturaleza, sean más eficientes, más limpios y más escalables, que nos aseguren un mercado cautivo, para competir en un mercado mundial cada vez más exigente.
