وسایل الکترونیکی بخش مهمی از زندگی امروزی را تشکیل می‌دهند و زندگی و کار بدون آن‌ها برای بسیاری از افراد تقریباً غیر ممکن است. این وسایل همچون، تلفن‌های همراه، رایانه‌های دستی و خودروهای برقی دارای باتری هستند که لیتیم نقش اساسی در آن‌ها ایفا می‌کند.
رشد تولید مصرف این وسایل طی سال‌های اخیر به‌اندازه‌ای افزایش یافته است که طی یک دهه سال گذشته تولید و مصرف لیتیم بیش از ۳ برابر شده است. این در حالی است که با توجه به قدرت باتری‌های لیتیمی برای تولید انرژی کافی که بیش از هر عنصر دیگری روی زمین است و نیز ادامه تقاضای روزافزون این وسایل، تقاضای لیتیم بیش از پیش افزایش خواهد یافت.
البته خواص مهم لیتیم همچون سبکی و الکتروشیمیایی، باعث کاربرد این فلز در صنایع آلیاژی، شیشه و سرامیک‌سازی و ریخته‌گری شده است. اما در همین حال کاربرد لیتیم برای باتری‌سازی طی دو تا سه سال اخیر پنج درصد افزایش یافت و پیش‌بینی می‌شود با توجه به افزایش تقاضا در مورد خودروهای برقی که از باتری لیتیمی استفاده می‌کنند، کاربرد و میزان این فلز باز هم افزایش یابد.
لیتیم سومین عنصر جدول تناوبی با عدد اتمی سه است و در دسته عناصر قلیایی قرار می‌گیرد. وجود الکترون آزاد در لایه بیرونی و در عین حال کوچکی هسته اتم این فلز خواص بی‌نظیری به آن بخشیده است در نتیجه قدرت الکتروشیمیایی لیتیم بیش از هر عنصر دیگر روی زمین است. ضمن اینکه سبک‌ترین فلز نیز محسوب می‌شود. لیتیم به‌راحتی با آب واکنش نشان داده و به همین دلیل در طبیعت به‌صورت آزاد یافت نمی‌شود. لیتیم سخت‌ترین فلز در بین فلزات قلیایی محسوب می‌شود و همچنین در بین تمامی فلزات قلیایی بیشترین نقطه ذوب و جوش و ظرفیت حرارتی را دارد.
کانی‌های اصلی لیتیم در طبیعت لپیدولیت، اسپودومن (LiAlSi2O6)، آملی‌گونیت (LiAlPO4) و پتالیت (LiAlSi4 O10) هستند. لیتیم اغلب در پگماتیت‌ها، شورابه‌های دریاچه‌های نمک، آب دریا، آب‌های میادین نفتی و شورابه‌های ژئوترمال یافت می‌شود که از این منابع از پگماتیت‌ها و دریاچه‌های نمک لیتیم به‌صورت تجاری استفاده می‌شود. میزان تولید معدنی لیتیم از پگماتیت‌ها ۶۵ درصد و از شورابه‌ها ۳۵ درصد است.
تولید جهانی لیتیم در سال ۲۰۱۸ در پاسخ به افزایش تقاضای باتری‌های لیتیمی، نسبت به سال پیش از آن ۱۷درصد افزایش یافت. کشورهای اصلی تولیدکننده آن استرالیا، شیلی و آرژانتین هستند و بیشترین ذخایر نیز در شیلی قرار دارد. رشد تولید لیتیم در استرالیا در سال ۲۰۱۸ بسیار قابل توجه بود و در حدود ۲۵ درصد افزایش یافت.
در همین حال تولید جهانی لیتیم با ۱۷ درصد افزایش نسبت به سال پیش از آن به ۸۵ هزار تن رسید. البته تولید لیتیم از طریق بازیافت عمدتاً از طریق باتری‌ها انجام می‌شود که به‌طور پیوسته طی سال‌های گذشته در حال افزایش بوده است اما نسبت به تولید معدنی رقم قابل توجهی به‌شمار نمی‌رود.
لازم به ذکر است از دهه ۱۹۹۰ با تغییر جهت تولید لیتیم از تولید معدنی توسط پگماتیت‌ها به سمت شورابه‌های آتشفشانی و زیرسطحی، تولید این فلز وارد مرحه جدیدی شد. زیرا استحصال لیتیم از شورابه‌ها هزینه‌ای به‌مراتب کمتر از تولید پگماتیت‌ها را دربرمی‌گیرد. با این حال میزان تولید لیتیم از پگماتیت بیش از شورابه‌ها است.
به‌دلیل برخی مصارف خاص لیتیم در صنایع نظامی پیشرفته و فوق سری، شرکت‌ها در بسیاری از کشورها ازجمله چین و آمریکا، از ارائه میزان عرضه و مصرف این فلز خودداری می‌کنند. همچنین معدود شرکت‌هایی در دنیا هستند که تکنولوژی استحصال فلز خالص لیتیم از کنسانتره را در اختیار دارند و به‌دلیل پیشرفته‌بودن این تکنولوژی، اطلاعاتی راجع به آن در اختیار عموم قرار نمی‌دهند.
مصارف مخلتف لیتیم در صنعت از کشوری به کشور دیگر تفاوت دارد. لیتیم و ترکیبات آن عمدتاً در در تولید باتری‌های لیتیم پلیمر و لیتیم-یون، شیشه و سرامیک پایدار در برابر گرما، روان‌سازها و گریس‌ها، آلیاژهای با مقاومت بالا نسبت به وزن و داروهای درمان اختلال دوقطبی به‌کار می‌روند.
باتری: امروزه باتری‌های حاوی لیتیوم در بسیاری از وسایل الکترونیکی همچون تلفن‌های همراه، رایانه‌های دستی و خودروهای برقی به‌کار می‌روند. زیرا این فلز بیش از هر عنصر دیگری دارای توان کافی برای تولید برق است.
باتری‌های لیتیمی به سه دسته لیتیم-یون، لیتیم-فسفات و لیتیم-پلیمر تقسیم می‌شوند که در بین این سه گروه لیتیم-پلیمر بیش از سایر گروه‌ها توان الکتریکی تولید می‌کند. پتانسیل بالای لیتیم بیش از هر عنصر دیگر است. از این‌رو، باتری‌های لیتیم بیش از هر عنصر دیگری مورد استفاده قرار می‌گیرند.
البته دمای ذوب پایین لیتیم در بعضی موارد منجر به ایجاد حوادثی نیز شده است. به‌عنوان نمونه باتری‌های لیتیمی هواپیماهای A10 به‌دلیل ایجاد گرمای بیش از حد توسط باتری، ذوب شدند و از این‌رو باتری‌های نیکل-کادمیم جایگزین آن شدند. اما باتری‌های جدید خودروهای برقی تماماً دارای لیتیم هستند. این خودروها تسلا نام دارند و وزن باتری در آن‌ها در حدود ۵۴۰ کیلوگرم است که از لیتیم، کبالت و گرافیت تشکیل می‌شود.
شیشه و سرامیک: شیشه‌های لیتیمی با نام تجاری LAS یا لیتیم آلومینوسیلیکات ازجمله مهم‌ترین شیشه‌های سرامیکی حاوی لیتیم هستند. این شیشه سرامیک‌ها خواص ویژه‌ای مانند انبساط حرارتی کم یا حتی صفر آن‌ها در محدوده‌های دمایی وسیع، خواص اپتیکی مطلوب از جمله شفافیت و قابلیت انتقال بالا دارند.
همچنین شیشه سرامیک‌های LAS از نظر خواص ترمومکانیکی دارای اهمیت فراوانی هستند، چراکه مستحکم بوده و قادر به تحمل تغییرات سریع دما هستند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که این نوع شیشه سرامیک‌ها کاربردهای زیادی به‌ویژه در صنعت داشته باشند. شیشه سرامیک‌های لیتیمی در انواع آینه‌های اپتیکی دقیق نظیر آینه‌های تلسکوپ، محیط فعال لیزرهای جامد، ظروف شوک‌پذیر، درها و پنجره‌های نسوز و لنزها به‌کار می‌روند.
آلیاژ: خواصی همچون سبکی (این فلز به‌اندازه‌ای سبک است که روی آب شناور باقی می‌ماند)، نرمی و رسانایی لیتیم، این فلز در آلیاژها و صنایعی که نیاز به آلیاژهای سبک دارند به‌کار می‌روند. آلیاژهای آلومینیوم با لیتیم بسیار سبک هستند و از این‌رو در بدنه خودرو، هواپیما و کپسول‌های فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. ضمن اینکه آلیاژ لیتیم سرب در بلبرینگ چرخ‌های قطار کاربرد دارند.
لیتیم از ابتدای سال ۲۰۱۳ بیشترین رشد را در میان تمام فلزات تجربه کرد زیرا بازار این فلز در سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۴ بیش از ۳۸۸ درصد رشد بازار را تجربه کرد. در مورد رشد بازار این فلز باید اضافه شود که میزان تولید این فلز از سال ۲۰۰۹ تا کنون ۷ برابر شده است.
در همین حال بازار این فلز به رشد سریع خود ادامه می‌دهد و در سال‌های اخیر لیتیم بهترین بازار را در میان دیگر فلزات داشته است. زیرا تقاضای این فلز به‌صورت خیره‌کننده‌ای در حال افزایش است. مسیر قیمت فلزات طی دو سال اخیر همواره رو به کاهش بوده است اما مسیرهای بنیادین و بلندمدت این فلز، رشد تقاضای بسیار قوی‌ای از خود نشان می‌دهد. دو برابر شدن قیمت این فلز طی سال‌های ۲۰۱۴ تا ۲۰۱۵ اولین بار در چین رخ داد و این موضوع به دیگر نقاط جهان نیز تسری یافت.
شکی نیست خودروهای برق اثر بسیار بزرگی بر تقاضای لیتیم خواهند داشت. زیرا بسیاری از خودروهای آینده از بنزینی و دیزلی به برقی تبدیل می‌شوند و باتری مورد استفاده در آن‌ها حاوی مقدار بسیار زیادی لیتیم خواهد بود؛ بنابراین و با توجه به تجربیات سال‌های گذشته، انتظار می‌رود میزان تولید خودروهای برقی در هر سال ۶۲ درصد افزایش یابد و حتی در سال ۲۰۱۸ به ۱۰۰ درصد نیز رسید.
این یعنی در سال ۲۰۱۸ بیش از ۶۰۰ هزار خودروی برقی جدید تولید شد. با توجه به اینکه در هر خودرو یک باتری تسلا وجود دارد و با توجه به اینکه تولید لیتیم در دنیا حدود بیش از ۸۰ هزار تن است، با روند کنونی افزایش تقاضا، خودروهای جدید در هر سال حدود ۸۰۰۰ تن (۲۱ درصد) به تقاضای لیتیم اضافه خواهند کرد.
اگرچه باتری‌های خودرو تقاضای لیتیم را افزایش خواهند داد، اما نباید فراموش شود که باتری‌های لیتیمی تنها در خودرو کاربرد ندارند، بلکه در اغلب وسایل الکترونیکی همچون تلفن‌های همراه، رایانه‌های دستی، تبلت و هر وسیله‌ای که بتوان روی آن باتری نصب کرد، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از دو سال پیش تا کنون در هر سال بیش از ۴/۱ میلیارد گوشی هوشمند در سراسر جهان تولید شده و به فروش رفته است. در تمامی این تلفن‌های همراه لیتیم به عنوان یک عنصر ثابت به‌ویژه در باتری به‌کار می‌رود. از این‌رو، با توجه به پیش‌بینی رشد تقاضای گوشی‌های هوشمند و سایر محصولات الکترونیکی، به‌نظر می‌رسد این صنایع نیز محرک‌های مناسبی برای تقاضای لیتیم باشند.
البته ممکن است در هر دوره تقاضا تحت تاثیر عواملی همچون اشباع بازار کمبود تقاضا قرار گیرد اما به‌طور مرتب در ۱۰ سال گذشته هر دو سه سال، نسل جدیدی از تلفن‌های همراه با قابلیت‌های جدید روانه بازار شده است که عامل بسیار موثری در تحریک تقاضای محصولات معدنی ازجمله لیتیم بوده است.
ضمن اینکه در خود باتری‌ها نیز در هر سال تغییر و تحولاتی رخ می‌دهد. به‌عنوان نمونه زمان شارژ باتری‌های قدیمی تلفن‌های همراه حاوی لیتیم به‌طور معمول دو تا سه ساعت به‌طول می‌انجامد اما زمان شارژ در نسل جدید باتری‌ها که به‌تازگی روانه بازار شدند، به کمتر از ۱۰ دقیقه رسیده است.
در حالی که تقاضای لیتیم برای باتری‌ها رو به افزایش است، اما ذخیره‌سازهای شبکه‌های الکتریکی نیز ممکن است بازی جدید را برای صنایع لیتیم آغاز کنند. ذخیره‌سازی شبکه در مقیاس‌های گوناگون طراحی می‌شوند که هر یک قیمت خاص خود را دارند.
در حال حاضر این ذخیره‌سازها در حال رقابت با سوخت‌های دیزلی برای انرژی‌های تجدیدپذیر مستقل و از راه دور، ذخیره‌ساز خانگی با دستگاه‌های powerwall تسلا و کاربردهای مدولاسیون فرکانس شبکه هستند که اکنون توسط ذخیره‌سازهای لیتیمی شبکه مورد هجوم قرار گرفته‌اند.
تقاضا در مورد باتری‌های ذخیره‌ساز در مقیاس شبکه، می‌توانند به‌آسانی تقاضا را برای باتری‌های خودروهای خودپیشران تحت‌الشعاع خود قرار دهند. کارشناسان باتری توجه دارند که اگرچه باتری‌های مختلف با ترکیبات شیمیایی گوناگون وجود دارند، اما شدت انرژی لیتیم به‌مراتب قوی‌تر از دیگر ترکیبات است.
با وجود آنکه ترکیبات لیتیم‌دار ایران مورد شناسایی قرار گرفته‌اند، اما تا کنون معدن یا ذخیره مشخصی از آن یافت نشده است. اخیرا ایمیدرو اعلام کرده است که به زنجیره تولید فلزات استراتژیک وارد می‌شود و لیتیم نیز جزو این فلزات قرار دارد. بنابراین در ابتدا باید اکتشافات گسترده‌ای برای یافتن ذخایر مناسب این فلز صورت گیرند و سپس با طی مراحل عادی یعنی تدیل ذخیره به معدن و احداث واحدهای تولید و فرآوری، مراحل بعدی برای تولید این فلز طی شوند.
