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

隨著電動(dòng)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(chǔ)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(shí)長約為18個(gè)月。過程很簡單，但是效率很低，而且需要大量土地，還會(huì)破壞環(huán)境。

LilacSolutions創(chuàng)始人、CEODaveSnydacker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(shí)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?。―LE）技術(shù)被寄予厚望

現(xiàn)在有一種未經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù)正在普及，它叫“直接鋰提?。╠irectlithiumextraction，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(gè)小時(shí)就能產(chǎn)生電池級(jí)碳酸鋰或氫氧化鋰，不需要將鹵水運(yùn)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（SalardeAtacama），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LilacSolutions、EnergyX、StandardLithium，他們在美國阿肯色州SmackoverFormation、加州SaltonSea、猶他州GreatSaltLake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(xiàng)目必須使用DLE技術(shù)。

EnergyX首席技術(shù)官AmitPatwardhan說：“時(shí)機(jī)正好，很快就會(huì)看到曙光。”EnergyX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。

StandardLithium首席執(zhí)行官RobertMintak說：“過去50年世界并不需要DLE技術(shù)，因?yàn)殇嚨闹饕猛緛碜怨I(yè)，比如陶瓷、玻璃和潤滑劑行業(yè)?！爆F(xiàn)在變了，電動(dòng)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(jiān)硬的礦石項(xiàng)目成本越來越高，因?yàn)橘Y源品味會(huì)降低，越低成本越高。即使將所有的礦石項(xiàng)目加在一起也無法滿足汽車需求。鹵水資源儲(chǔ)備足夠多，可以滿足汽車電動(dòng)化需求。”

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(shí)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(yàn)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(gè)難以解決的問題。

根據(jù)Livent發(fā)布的報(bào)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(huì)回收所有淡水，新的項(xiàng)目不會(huì)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LilacSolutions正在研究一種名叫“離子交換”的技術(shù)，它與澳大利亞LakeResources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(huì)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(jí)化學(xué)材料?！?/p>

按照Lilac的預(yù)計(jì)，2024年之前第一個(gè)商用級(jí)模塊將會(huì)投入運(yùn)營。寶馬、BreakthroughEnergyVentures、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(duì)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(huì)與有機(jī)液體混合，鋰轉(zhuǎn)移到有機(jī)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(yùn)營。不久前EnergyX剛剛從GM融資5000萬美元。

溫哥華StandardLithium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)。StandardLithium在南阿肯色州建有示范工廠，已經(jīng)運(yùn)營3年。StandardLithium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(jì)將會(huì)建一座商用級(jí)DLE工廠。

智利雖然已經(jīng)宣布新的鋰項(xiàng)目必須使用DLE技術(shù)，但它沒有透露會(huì)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(cái)團(tuán)合作，當(dāng)中包括寧德時(shí)代。

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

BenchmarkMineralIntelligence沒有那么樂觀，它認(rèn)為，眼下DLE鋰的年產(chǎn)量預(yù)計(jì)約為5.4萬噸，到了2032年將會(huì)增至64.75萬噸，價(jià)值達(dá)到216億美元。看似增速很快，但BenchmarkMineralIntelligence指出：“相對(duì)于全球市場，這樣的產(chǎn)量實(shí)際并不多，只占總供應(yīng)的15%。我們會(huì)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?！?/p>

生成海報(bào)

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