汽車鋰電池資源不夠用怎么辦？從海水中提取鋰被寄予厚望

極客網(wǎng)·新能源6月12日 隨著電動汽車普及，人類需要更多的鋰。目前的鋰主要來自硬礦石，但地球上絕大部分鋰儲備存在于鹵水（比如海水），尤其是地表之下極咸的鹵水。

今天如果想從鹵水中提煉鋰，需要在池子中蒸發(fā)鹵水，最后留下鋰，處理時長約為18個月。過程很簡單，但是效率很低，而且需要大量土地，還會破壞環(huán)境。

Lilac Solutions創(chuàng)始人、CEO Dave Snydacker說：“汽車行業(yè)需要的鋰供應(yīng)是現(xiàn)在供應(yīng)量的20倍，如果沒有更簡便的技術(shù)，想實現(xiàn)如此高速的增長幾乎不可能?！?/p>

如何用更先進(jìn)的技術(shù)從鹵水中提煉鋰，成為一道值得挑戰(zhàn)的難題。

直接鋰提取（DLE）技術(shù)被寄予厚望

現(xiàn)在有一種未經(jīng)驗證的技術(shù)正在普及，它叫“直接鋰提取（direct lithium extraction，簡稱DLE），DLE可以大幅提升從鹵水中提取鋰的效率，Lilac正是DLE研究者之一。

DLE不必用巨大的池子蒸發(fā)鹵水，而是直接將鹵水放進(jìn)處理單元，使用一系列化學(xué)流程分離出鋰，然后將水注入地下。只需要幾個小時就能產(chǎn)生電池級碳酸鋰或氫氧化鋰，不需要將鹵水運到分離處理設(shè)施。

今天大多的鋰鹵水存在于智利阿塔卡馬鹽水湖（Salar de Atacama），那里的鹵水鋰含量相當(dāng)高，有了DLE技術(shù)，即使是鋰含量較低、擁有更多雜質(zhì)的鹵水也可以輕松處理。

有許多北美企業(yè)正在研究DLE，比如Lilac Solutions、EnergyX、Standard Lithium，他們在美國阿肯色州Smackover Formation、加州Salton Sea、猶他州Great Salt Lake尋找鋰資源，他們還將目光瞄準(zhǔn)阿根廷、玻利維亞、智利。智利政府甚至曾宣布，新的鋰項目必須使用DLE技術(shù)。

EnergyX首席技術(shù)官Amit Patwardhan說：“時機正好，很快就會看到曙光?！盓nergyX也是一家DLE公司，它已經(jīng)在阿根廷、智利、加州、猶他州、阿肯色州建立示范工廠。

Standard Lithium首席執(zhí)行官Robert Mintak說：“過去50年世界并不需要DLE技術(shù)，因為鋰的主要用途來自工業(yè)，比如陶瓷、玻璃和潤滑劑行業(yè)。”現(xiàn)在變了，電動汽車流行，鋰供不應(yīng)求。

Snydacker說：“過去10多年里90%的新鋰來自礦石，但堅硬的礦石項目成本越來越高，因為資源品味會降低，越低成本越高。即使將所有的礦石項目加在一起也無法滿足汽車需求。鹵水資源儲備足夠多，可以滿足汽車電動化需求?！?/p>

在阿根廷和中國，DLE技術(shù)已經(jīng)開始有了用武之地，世界鋰業(yè)巨頭Livent和中國Sunresin將DLE技術(shù)與傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)DLE商用。

DLE技術(shù)面臨挑戰(zhàn)但前景可期

有些公司使用一種名叫“adsorption”（吸附）的技術(shù)，它也是唯一通過商業(yè)驗證的DLE技術(shù)。在處理過程中鋰分子附著于吸附物質(zhì)，雜質(zhì)被清除。不過專家指出，從吸附物質(zhì)剝離鋰需要大量淡水，鹵水資源豐富的地區(qū)往往比較干旱，這是一個難以解決的問題。

根據(jù)Livent發(fā)布的報告，每生產(chǎn)1噸碳酸鋰當(dāng)量大約需要71.4噸淡水，Lilac則說它們只需要10-20噸，EnergyX不到20噸。中國Sunresin聲稱它會回收所有淡水，新的項目不會使用蒸發(fā)池技術(shù)。

還有很多企業(yè)正在開發(fā)新技術(shù)，它們不只想拋棄蒸發(fā)池，還想提高效率，減少能源和淡水使用量。

美國公司Lilac Solutions正在研究一種名叫“離子交換”的技術(shù)，它與澳大利亞Lake Resources合作，在阿根廷測試這種新技術(shù)。

Snydacker 解釋稱：“為了讓離子交換技術(shù)有效，我們開發(fā)出一種陶瓷材料。陶瓷材料會選擇性從鹵水中吸附鋰，當(dāng)鋰被吸附進(jìn)陶瓷材料，我們再用稀酸將鋰沖出來，生成氯化鋰精礦，它可以輕松變成電池級化學(xué)材料?！?/p>

按照Lilac的預(yù)計，2024年之前第一個商用級模塊將會投入運營。寶馬、Breakthrough Energy Ventures、福特已經(jīng)與Lilac簽約，準(zhǔn)備購買阿根挺Lilac工廠生產(chǎn)的鋰。

EnergyX使用的是混合技術(shù)，它可以針對特定的鹵水資源進(jìn)行提煉。第一步是傳統(tǒng)吸附。第二步是溶劑萃取技術(shù)提煉，在這里鹵水會與有機液體混合，鋰轉(zhuǎn)移到有機物中，然后剝離，精煉成鋰。最后用膜濾法剔除剩余雜質(zhì)。EnergyX將各種技術(shù)混合，成本更低。

EnergyX正在建設(shè)示范工廠，阿根廷、阿肯色州、智利、猶他州、加州都有，它的目標(biāo)是在今年年底前建成兩座新廠并投入運營。不久前EnergyX剛剛從GM融資5000萬美元。

溫哥華Standard Lithium也是有力的競爭者，它已經(jīng)上市，最大支持者是美國科氏工業(yè)集團(tuán)。Standard Lithium在南阿肯色州建有示范工廠，已經(jīng)運營3年。Standard Lithium用到了離子交換和吸附技術(shù)，資源不同使用的技術(shù)不同，明年預(yù)計將會建一座商用級DLE工廠。

智利雖然已經(jīng)宣布新的鋰項目必須使用DLE技術(shù)，但它沒有透露會與哪些企業(yè)合作。玻利維亞擁有大量未開發(fā)的鋰資源，它也想推廣DLE技術(shù)。玻利維亞似乎有意與中國企業(yè)組成的財團(tuán)合作，當(dāng)中包括寧德時代。

Snydacker認(rèn)為，在未來7年內(nèi)大多新的鋰供應(yīng)將會來自硬礦石，不過在本個十年結(jié)束之前我們將會看到一些大型鹵水項目“上線”，到了下個十年，預(yù)計新的鋰供應(yīng)大部分將會來自DLE技術(shù)。

Benchmark Mineral Intelligence沒有那么樂觀，它認(rèn)為，眼下DLE鋰的年產(chǎn)量預(yù)計約為5.4萬噸，到了2032年將會增至64.75萬噸，價值達(dá)到216億美元。看似增速很快，但Benchmark Mineral Intelligence指出：“相對于全球市場，這樣的產(chǎn)量實際并不多，只占總供應(yīng)的15%。我們會繼續(xù)依賴傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，也就是蒸汽池和硬礦石提煉?！保ㄐ〉叮?/p>

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