锂电池的前路：是从大海提取锂资源，还是被钠电池取代？

锂电池

大家都已经不陌生了

可以说是当下比较主流的供电方式之一

在这不多赘述~

但是有个问题可能很多人回答不出

锂电池里的锂是从哪里来的呢？？？

锂矿类型分为卤水型和硬岩型两大类，其中卤水型锂矿包括盐湖卤水型锂矿和地下卤水型锂矿，硬岩型锂矿包括花岗伟晶岩型锂矿和花岗岩型锂矿。以硬岩型锂矿为例，目前已知的硬岩型锂矿资源约占全球已探明锂资源的30%，分布主要集中在澳大利亚、美国、中国，其中澳大利亚拥有世界上最大的硬岩型锂矿出口国。

矿石提锂历史悠久，技术相对成熟，该工艺的主要原料为锂辉石精矿，原料化学组成较稳定，其工艺过程易于控制，比较容易制备高纯度锂产品。缺点在于用矿石制备工业级碳酸锂的成本高于盐湖提锂的成本。

目前中国的锂资源量为世界的5.9%，且卤水锂矿占国内锂资源的85%以上。虽然我国的锂资源仅有世界锂资源的5.9%，但是我国锂资源产能占据世界的17%。

我国锂原料长期依赖进口，据统计，2020年大约70%的锂原料来自海外，其中大部分为锂矿。这种高度的对外依赖会使议价权薄弱，锂精矿的价格半年涨幅近70%，这对于我国加工带来很大压力。

技术革新能够缓解压力？

抛开国内形势暂时不提，随着电动汽车和储能行业的需求激增，锂矿开采在世界范围内迅速发展。澳大利亚是世界上最大的锂供应国之一；

此前，澳大利亚的团队提出了一套全新的提取办法，可以将锂矿石的提取率层加到90%：金属－有机框架（MOF）是一种选择性分离膜，其大小和化学性质均可调节成“离子选择性”，这也意味着锂离子可以以单向、选择性的方式通过分离膜快速过滤，这项技术有可能彻底改变从盐水中提取锂的方式。通过这项新的研究，莫纳什大学工程专业的王教授认为，“某一天我们可以生产出简单的过滤器，通过这种过滤器从盐水中提取锂只要花费几个小时而不是以往的几个月甚至是几年。”除此之外，锂的提取率也得到极大提升，初步研究表明，使用这项新技术的锂提取率为90％，远远高于通过传统太阳蒸发技术所得到的30％的提取率。该公司认为，这项突破性发明将从字面上改变锂的生产方式以及未来的动力方式。

但是，澳大利亚境内的大多数锂资源是从锂辉石矿物中生产的，而不是从盐水中提取锂。此外，世界上大多数从卤水中提取的锂都来自锂三角地区，包括阿根廷、玻利维亚和智利的边境地区，该地区的锂储量约占全世界的一半。而澳大利亚目前面临的机遇是，一方面积极开发广阔的盐湖，另一方面寻找包括提高锂提取率在内的锂生产措施。

因此，盐湖提锂技术近期颇受热捧。但从储量来看，锂资源更多分布在盐湖中；从提锂成本来看，制备工业级碳酸锂盐湖提锂成本低，制备电子级碳酸锂矿石提锂成本低。综合来看，盐湖中含锂资源多，但天生禀赋差，开采难度也非常大，矿石提锂技术基本成熟，但已经有不少企业在盐湖提锂有布局，并且已形成各自的提取工艺。

从陆转向海洋，开发水中的锂资源

陆地的锂资源有限一直都是新能源领域所担忧的难题，尽管不少科学家已经提出了解决方法，但是实用性并不高。此前来自美国斯坦福大学的崔教授团队在《焦耳》期刊上发表了他们关于提取锂资源的最新研究论文。该论文表示他们的团队已经成功地提高了从海水提取锂的效率，这可能是实现锂资源充足供应的重要一步。实际上早在十几二十年前就有科学家想到了，既然陆地上的锂资源有限，为什么不开发海洋中的锂资源呢？而且研究表明，全球海洋中含有锂资源超过1800亿吨，如果能够开采其中的一半就足以让人类使用很长一段时间。

因此陆续有科研团队尝试各种方法从海水中提取锂资源，但由于锂在海水中的浓度很低，大概只有0.2%左右，因此很多提取方法的效率并不高。不仅如此，大多数提取方法都需要通过蒸发海水来提高锂的浓度，这个过程所产生的时间和劳动成本较为巨大，因此目前尚未出现大规模开采海水中的锂资源的活动。

为什么？因为难度大

在众多从海水提取锂的方法中，比较常见的是采用化学电池的方法来提取锂。然而这种方法的效率并不高，因为海水中存在着和锂的化学性质较为相似的钠，而且海水中的钠含量更多，这就导致了提取出来的锂中含有大量的钠，后期要对杂质进行去除也十分困难。而通过大量的研究，发现如果在化学电池的负极上铺设一层薄薄的二氧化钛膜，那么体积更大的钠离子则很难附着在负电极上，而是更多的锂离子附着在上面。

此外，他们发现按照“负电压-关闭-正电压-关闭”的模式对海水进行循环供电，会加速锂离子的移动速度，从而提高产物中锂的含量。经过多次实验，该团队最终发现产物中锂与钠的比例可以达到1：1，虽然这不是最佳比例，但相比之前的方法已经提升了不少。由此可见，该技术具有一定的创新性，但是它还有提高的空间。

而除了盐水，石油和天然气生产过程中产生的废水也含有锂，但至今仍未被开发。研究人员表示，得克萨斯州鹰福特页岩水力压裂一周的水就有可能生产出足够300个电动汽车电池或170万部智能手机使用的锂。这个显示了这种新技术的巨大机遇，可以极大地增加锂的供应，并降低依赖锂设备的成本。

一个弯道：是海水提取还是被钠电池超越

就在科学家们努力的从海水中提取锂资源的时候，另一个身影已经悄悄的出现在锂电池背后~钠离子电池：钠离子电池的生产工艺和锂离子电池非常相似，可以迅速切换。目前，国内一些锂电池上下游企业也在为钠电池产业化做准备，国内外已有近三十家企业对钠离子电池技术进行了布局。业内人士表示，在钠离子电池产业化之后，将凭借它的性能优势在储能等领域形成千亿级的市场。那么钠离子电池电池的优势具体在哪里呢？

而主要的一个方面就是成本足够低，锂在地壳中属于十分稀缺的一种资源，虽然海水中锂元素含量很多，不过提取起来步骤复杂，且需要付出的成本高昂。但是钠元素就不一样了，不仅在海水中的含量更胜一筹而且提取简易，从价格来看电池级碳酸锂价格每吨在9万块，而钠离子化合物价格每吨仅250元。其中的差距有多大，相信已经不用多说了。

当然这只是优势之一，除此之外钠电池安全性更高。即便在快充的情况下，也不容易发生自燃的现象。对于新能源汽车这一市场来说，钠电池的出现还是很有必要的。之前有过测试钠离子电池常温下从0%充至80%，只需要15分钟即可实现。哪怕在零下20摄氏度的寒冷天气下，放电保持率还是能够达到90%以上。

当然，有优势也会有劣势

首先是循环寿命短，磷酸铁锂电池循环寿命可达6000次左右，三元锂电池循环寿命可达3000次左右，但是钠离子电池的循环寿命仅1500次左右。不得不说在电池循环寿命这一块，需要提升之处还是有很多的。其次就是能量密度低，所谓能量密度低，不少人可能不太理解是什么意思。简单点来说相同重量的电池，钠离子电池续航里程远不及磷酸铁锂电池和三元锂电池。这一差距如果不缩小的话，广大消费者自然是不会盲目购买的……那么钠离子电池的退出，具备其适当的应用场景吗？

从工作原理来看的话，锂元素和钠元素处于同一主族，换句话来说钠电池取代锂电池也并非不可能的事情。只不过目前钠电池还不具备大面积推广的属性，短期来看锂电池依旧会成为主流。但除了能量密度还有所欠缺，在低温、快充等方面的性能，钠离子电池优势明显要高于磷酸铁锂电池和三元锂电池。

按照业内人士的说法，钠离子电池将主要应用在对密度要求不高的场景，类似电动两轮车、低速电动车、家用储能产品等。而此次发布会中还有一个“亮点”，那就是锂钠混搭电池包，产品实现了钠离子电池和锂离子电池集成，按一定比例并联、串联，从而实现一个更均衡的配置。而混搭的目的，则是为了弥补两种电池存在的缺点。

如果从成本和供应安全来考虑的话，钠电池产业进程将进一步加速。而电池企业加快钠电池产业化速度的原因，一方面是因为电碳价格从2020年底开始一路上涨，高峰期涨幅一度超过100%，对电池企业来说成本上的压力是可以想象的。还有一点则是因为国内锂原材料供给有7成都是从澳洲进口的，想要摆脱这一依赖程度，大力发展钠离子电池是非常有意义的。

就像我们上面所说的，钠元素资源丰富，并且价格还十分低廉，光是这两大优势，就足以看出钠电池这一产业的风口了。等到这一产业链成熟后，往后在低速电动车领域钠离子电池将会成为首选，毕竟成本低廉。而高端车可能会继续使用锂离子电池，毕竟有些性能钠电池是无法代替的。目前，锂离子电池核心原材料碳酸锂的价格持续上涨，从4万元每吨上涨到了超过14万元每吨，成本压力之下，锂离子电池会不会被钠离子电池取代？未来是“钠锂相争”还是“钠锂共舞”？我们不得而知，我们知道的是，能源这块市场，将会一直备受关注~

BUT~

无论是锂电池还是钠电池

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（伊特克斯锂电池自动化生产线）

伊特克斯：安全锂电池制造