鋰離子電池作為電動汽車的主要動力來源，對電動汽車、電網(wǎng)儲能等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。鋰電池中最為關(guān)鍵的原材料“鋰鹽”目前在全球范圍內(nèi)已處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。近期全球多個技術(shù)團隊稱，利用化工的方法從鹽湖中提取鋰離子的技術(shù)取得突破，有望在不久的將來開始大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

受到鋰礦需求提振，相關(guān)上市公司股價也出現(xiàn)飆升。西藏城投、西藏珠峰、西藏礦業(yè)和藏格控股股價2021年年內(nèi)翻了4-6倍，贛鋒鋰業(yè)在2021年年內(nèi)股價實現(xiàn)翻番。

目前國內(nèi)外直接或間接持有含鋰鹽湖資源的上市公司包括鹽湖股份、贛鋒鋰業(yè)、藏格控股、中信國安、西藏城投、西藏礦業(yè)、西部礦業(yè)以及西藏珠峰等。其中贛鋒鋰業(yè)和西藏珠峰等在南美擁有鹽湖。

大量鹽湖資源待高效利用

根據(jù)研究機構(gòu)Benchmark Mineral Intelligence預(yù)測，2025年全球鋰短缺將接近19萬噸，而2015年整個全球鋰市場規(guī)模約為17.7萬噸。該機構(gòu)數(shù)據(jù)還顯示，鋰原材料占汽車鋰離子電池成本的5%左右。

另據(jù)同花順數(shù)據(jù)，僅2021年年內(nèi)，電池級碳酸鋰報價已從年初的5.15萬元/噸暴漲至19.5萬元/噸。贛鋒鋰業(yè)董事長李良彬在近期的一次調(diào)研中稱，2030年前將不太會看到鋰原材料大規(guī)模供給導(dǎo)致供大于求的情況。而鋰價的非理性上漲也將嚴重阻礙我國電動汽車進一步發(fā)展，鋰資源供給的保障成為業(yè)界面臨的迫在眉睫的難題。

目前已實現(xiàn)規(guī)模化開采的鋰資源主要集中在礦石與鹽湖。礦石鋰資源主要集中在澳大利亞，而占全球鋰資源量約64%的鹽湖鋰資源，則集中分布在南美和我國青藏高原。因此，鹽湖鋰資源的開發(fā)對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈安全至關(guān)重要。

一位鉆研了數(shù)十年鹽湖提鋰技術(shù)，曾用我國青藏地區(qū)、南美地區(qū)多個鹽湖和海水進行提鋰技術(shù)開發(fā)的“千人計劃”專家對第一財經(jīng)記者表示：“現(xiàn)在在南美等鹽湖資源豐富的地方，仍然使用的是傳統(tǒng)的鹵化路線，通過修建鹽田曬湖的方法，把鋰離子‘曬’出來，但這種方法面臨越來越多的挑戰(zhàn)，一方面是出于環(huán)保的考慮，修建鹽田的方式不可持續(xù)，另一方面是對于鎂元素比較多的鹽湖來說，這種‘曬鋰’的方法并不是很有效。因此現(xiàn)在我們需要開發(fā)一種新的降本增效的鋰提取技術(shù)。”

上述專家表示，通過化工的方法提取鋰離子是目前全球很多國家正在積極開發(fā)的熱門技術(shù)。比如，近期因新一輪融資而備受業(yè)界關(guān)注的美國鹽湖提鋰技術(shù)企業(yè)Lilac Solutions已經(jīng)開發(fā)了一種替代的、更可持續(xù)的方法來提取鋰。

與傳統(tǒng)的蒸發(fā)鹽湖曬鋰的技術(shù)不同，作為替代方案，Lilac Solutions開發(fā)了一種稱為離子交換珠的材料，用于提取鋰。這些珠子具有特殊的化學(xué)特性，堅硬但多孔，這些孔內(nèi)具有特定吸附鋰的磁極，因此當(dāng)大量的珠子被裝進灌入鹽水的水箱時，珠子可以吸收鋰，同時排斥水中如鈉、鎂、鈣、硼等其他元素物質(zhì)。

該公司還開發(fā)了一種系統(tǒng)，用鹽酸沖洗珠子以生產(chǎn)氯化鋰，然后將其轉(zhuǎn)化為粉末狀的鋰，這就是直接供應(yīng)電動汽車電池所需的鋰原料。

大規(guī)模提鋰經(jīng)濟效應(yīng)尚待顯現(xiàn)

如今Lilac Solutions宣稱已經(jīng)實現(xiàn)了大規(guī)模提取鋰的能力。只需要一英畝大小的系統(tǒng)，就可實現(xiàn)與傳統(tǒng)方法從1萬英畝蒸發(fā)池設(shè)施中提取一樣多的鋰。

從上述工藝流程中可以發(fā)現(xiàn)，核心技術(shù)在于離子篩吸附珠。離子篩吸附珠可循環(huán)使用的次數(shù)越多，那么提取鋰的成本也就越低。Lilac Solutions目前的離子篩吸附珠的循環(huán)次數(shù)已提升至數(shù)百次，該公司還將在鹽湖資源豐富的阿根廷和智利開發(fā)試點提鋰項目，以提取更多的鋰。

“發(fā)展性能優(yōu)異的吸附劑是關(guān)鍵，現(xiàn)階段離子篩主要分錳系、鈦系離子篩，目前這些技術(shù)都處于研發(fā)階段。”上述鹽湖提鋰技術(shù)專家告訴第一財經(jīng)記者，“要真正實現(xiàn)離子篩材料在鹽湖提鋰上的應(yīng)用，在技術(shù)上一定要提升鋰的分離效率、降低成本，并從材料層面解決溶損問題，提高循環(huán)數(shù)至千次以上。”

他強調(diào)，穩(wěn)定性是提鋰技術(shù)是否成熟的重要指標，也就是吸附珠的可循環(huán)次數(shù)越多，就越具有工業(yè)化規(guī)模的經(jīng)濟效益。

我國也已探索出多種針對高鎂鋰比鹽湖的提鋰工藝，如鋁系分子篩工藝，就由藍科鋰業(yè)在青海察爾汗鹽湖實現(xiàn)了利用提鉀肥后的老鹵生產(chǎn)碳酸鋰。但上述專家表示，這一工藝僅適用于全球范圍內(nèi)3%的氯化物型鹽湖和少數(shù)幾個硫酸鹽型鹽湖。“在碳酸鹽型鹽湖中，循環(huán)過程中生成的碳酸鋰將堵住分子篩，幾個循環(huán)后分子篩就會失效；而在多數(shù)硫酸鹽型鹽湖中，大量硫酸根在循環(huán)過程中會破壞分子篩的結(jié)構(gòu)，將分子篩的有效循環(huán)次數(shù)限制在百循環(huán)以內(nèi)。”他對第一財經(jīng)記者解釋稱。

他表示，離子篩工藝不受上述原理限制，并對碳酸型鹽湖具有高適用性。“中國在使用化工方法提取鋰的技術(shù)走在世界的前列。”他說道，“目前我們的離子篩已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模化中試，也就是把實驗室的技術(shù)規(guī)模化擴產(chǎn)了。”

不過他同時指出，我國的鹽湖化工提鋰技術(shù)的發(fā)展是一個漫長而艱辛的過程，面臨不少技術(shù)的挑戰(zhàn)。“我國通過化工方法來進行鹽湖提鋰現(xiàn)在的產(chǎn)能還沒有達到預(yù)期，在經(jīng)濟高效方面仍然存在很多問題，前幾年鋰價便宜的時候還是虧錢的，但隨著技術(shù)慢慢改進，以及鋰價格的上升，將來化工提鋰技術(shù)的優(yōu)勢會逐步顯現(xiàn)。”上述專家表示。

標簽： 鹽湖提鋰 鋰電池 離子篩 新能源