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Ephraim

Stellen Nickel-und Cobaltknappheit eine Gefahr für Lithium-Produzenten dar?

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Ephraim
Posted

Hallo,

Lithium wird vor allem für die Produktion von Li-Iionen Akkus verwendet. Doch dafür benötigt man auch Nickel und Cobalt. Vor allem Cobalt ist sehr begrenzt und ca. 50% werden in der Republik Kongo abgebaut. Sollte es bei Ni und Co also zu Engpässen kommen, müssten sich auch Li-Iionen Akkus nicht mehr in gewünschtem Umfang herstellen lassen können.

 

Kann mir jemand eine Einschätzung dazu geben, ob die Knappheit der Metalle Cobalt und Nickel eine Gefahr für Lithium-Produzenten darstellt?

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Cepha
Posted · Edited by Cepha

Der Kobalt-Anteil lässt sich bei NMC 811 kathoden schon sehr deutlich reduzieren, bei LFP Kathoden ist er Null.

 

Der Anteil des Nickelbedarfs an der Li-Ionen Zellherstellung erscheint überschaubar.

 

Das hier bietet einen guten Überblick:

 

https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Produkte/Rohstoffwirtschaftliche Steckbriefe/rohstoffwirtschaftliche_steckbriefe_node.html

 

und

 

https://www.deutsche-rohstoffagentur.de/DERA/DE/Produkte/Infomaterial/infom_node.html

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No.Skill
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WKN: A140M9 Norilsk Nickel hab ich da als Beimischung, schöne Dividende und über die Jahre hab ich sie jetzt schon wieder raus.

Grüße No.Skill

 

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reko
Posted · Edited by reko
vor 1 Stunde von Cepha:

Der Kobalt-Anteil lässt sich bei NMC 811 kathoden schon sehr deutlich reduzieren, bei LFP Kathoden ist er Null.

Der Anteil des Nickelbedarfs an der Li-Ionen Zellherstellung erscheint überschaubar.

Ähnlich wie Nickel auch für Edelstahl gebraucht wird, wird Lithium auch in der Glas und Keramikherstellung gebraucht.

Nickel ist in Akkus z.B. mit Lithiumeisenphosphat ersetzbar. Größere Gedanken würde ich mir aber über die doch recht große Lithiumprojektpipeline machen.

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Ephraim
Posted

Danke für alle Antworten!

 

vor 4 Stunden von Cepha:

Der Kobalt-Anteil lässt sich bei NMC 811 kathoden schon sehr deutlich reduzieren, bei LFP Kathoden ist er Null.

Könntest du sagen, was "sehr deutlich reduzieren" ungefähr in Prozentzahlen heißt (welche Größenordnung)?

 

vor 3 Stunden von reko:

Größere Gedanken würde ich mir aber über die doch recht große Lithiumprojektpipeline machen.

Angeblich dauert es bis zu 5 Jahre, bis ein Lithiumprojekt in Produktion gehen kann. 

 

 

 

vor 4 Stunden von No.Skill:

WKN: A140M9 Norilsk Nickel

Danke für den Tipp! Werde ich in Betracht ziehen.

 

 

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Cepha
Posted
vor 49 Minuten von Ephraim:

Danke für alle Antworten!
 

Könntest du sagen, was "sehr deutlich reduzieren" ungefähr in Prozentzahlen heißt (welche Größenordnung)?

 

Der Massenanteil an Cobalt in der Kathode beträgt bei NMC 811 ca. 9%, bei NMC111 ca. 30%. Bei LCO Zellen aus der Anfangszeit bzw Consumerelektronik sind es 60%

 

NMC 811 hat aber auch Nachteile, sie gibt bereits bei niedrigeren Temperaturen Sauerstoff frei (Gefahr von thermal runaway) und man sagt ihr eine geringere Zyklenlebensdauer voraus. Allerdings müssen die meisten PKW Akkus auch keine 3.000 Zyklen durch halten, bei 400km Reichweite sind das ja mal eben 1,2 Millionen km.

 

Ob sich LFP in der Breite in ePKW wird durchsetzen können weiß ich nicht, muss man mal abwarten. Es ist eine für diese zwecke eher unterlegene Technologie. Stationär aber schon sehr interessant.

 

LMO spielt in Zukunft vermutlich keine Rolle mehr.

 

Bei stationären Akkus sind prinzipiell auch Natrium basierte Systeme vorstelbar.

 

MfG

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reko
Posted · Edited by reko
vor einer Stunde von Cepha:

Der Massenanteil an Cobalt in der Kathode beträgt bei NMC 811

Die Zahlen bezeichnen die Anteile in der Kathode also NMC811 = 8 Teile  (80%) Nickel + 1 Teil  (10%) Mangan + 1 Teil  (10%) Cobalt. Die neuesten Akkus sind eher bei 5% Cobalt (NMC90.50.5) Bei CAM ist das Cobalt an den Korngrenzen angereichert. Dazu kommt noch Lithium, Sauerstoff, Binder, Elektrolyt, Anode, Elektroden ...

Hier Angaben zu den Anteilen und Kosten

A Bottom-Up Approach to Lithium-Ion Battery Cost Modeling with a Focus on Cathode Active Materials, 2019

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Bild

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Ephraim
Posted · Edited by Ephraim

 

Danke für die Antworten!

 

vor 22 Stunden von Cepha:

Massenanteil an Cobalt in der Kathode beträgt bei NMC 811 ca. 9%

Ich hätte die Frage anders stellen sollen: Wieviel Kilogramm an Cobalt macht das für die genannten Batterien, bei der Größe eines durchschnittlichen Elektroautos, in etwa aus?

2017 wurden laut Wikipedia 110,000 Tonnen Cobalt gefördert. Mir geht es um die Frage, wieviel zusätzliche Tonnen benötigt werden würden, wenn - sagen wir - 50% aller Autos batteriebetrieben wären. Jährlich werden ca. 100 Mio Autos verkauft.

 

vor 22 Stunden von reko:

Die neuesten Akkus sind eher bei 5% Cobalt (NMC90.50.5) Bei CAM ist das Cobalt an den Korngrenzen angereichert.


Eine Reduktion von 60% auf 5% wäre immerhin eine Reduktion um den Faktor 10. Wenn aber die Anzahl der Elektroautos um den Faktor 100 steigt, wäre das wenig. Wieviele E-Autos/pro Jahr könnte man für 100.000 Tonnen Cobalt bauen - oder wie schon oben gefragt: wieviel kg Cobalt benötigt man pro Auto?

 

  

vor 22 Stunden von reko:

Der Graph sieht besorgniserregend aus: Ein Preisanstieg von 30% innerhalb von 25 Tagen!

 

50% des weltweit geförderten Kobalts stammen aus einem einzigen Land, der Republik Kongo, und ich glaube man kann nicht davon ausgehen, dass die Republik Kongo beabsichtigt seine Fördermenge in den nächsten Jahren zu vervielfachen. Könnte ein Kobaltmangel die Elektroautoproduktion zum Erliegen bringen?


 

 

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reko
Posted · Edited by reko
vor 2 Stunden von Ephraim:

Wieviele E-Autos/pro Jahr könnte man für 100.000 Tonnen Cobalt bauen

Ich hatte vor längerer Zeit eine Berechnung mit g Akkumetalle pro kWh  Akku gepostet E-Auto #1530

"50 kWh * (440g Kobalt + 440g Nickel +160g Lithium)/ kWh bei NCM442, das doppelte Nickel und ein Viertel Kobalt bei NMC811."

Ähnlich hier (bei NMC811, Ni/Mn vertauscht)

imq1-13eac.png

 

mckinsey.com .. lithium-and-cobalt-a-tale-of-two-commodities

berkeley.edu .. 2020_cobalt_resource_review.pdf

 

Anders fomuliert: Um das wievielfache müßte die Weltproduktion gesteigert werden um alle Autos mit Akku zu betreiben.

Man sieht Lithium ist kritischer als Kobalt und Nickel. Aber Lithiumvorkommen sind bekannt und Kobalt muß man erst suchen. Es dauert bei Kobalt und Nickel also nicht 5 Jahre sondern 20 Jahre bis zu Produktion. Kobalt wird auch weit überwiegend als Beiprodukt gefördert. D.h. eine Preissteigerung ist nur ein geringer Anreiz die Produktion zu steigern.

siehe E-Auto #1660

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vor 2 Stunden von Ephraim:

Könnte ein Kobaltmangel die gesamte Elektroautoproduktion zum Erliegen bringen?

Langfristig nicht, man wird auf eine andere Chemie ausweichen. Es könnte aber in einer Übergangszeit den Preis deutlich erhöhen. Ähnliches gilt in fernerer Zukunft auch für Nickel und Lithium. Wenn einfach nicht genug Rohstoff da ist muß man zwangsläufig auf andere Rohstoffe ausweichen. Deshalb hat auch Tesla LFP für den Massenmarkt angekündigt.

 

 

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