锂:绿色革命的燃料

发表于 2022-9-15 11:58:04
世界正在变得更加绿色。虽然人们一直想要电动汽车和廉价的太阳能,但现实情况是,直到最近,电池技术还不足以在经济或实用的基础上储存能量。情况发生了变化,电池供电引发了绿色革命。锂离子电池的商业化解决了一个关键的绿色能源问题,这两个主要原因与锂的特性有关:

1)锂具有极高的电化学电位,锂离子电池也是如此:

电池芯                典型电压
锂离子(钴)        3.6V
铅酸                      2.0V
镍氢                      1.2V
镍镉                      1.2V

这意味着一个锂离子电池可以做得更多——使其在从电子产品到能量存储的所有领域都更加高效。

2)锂也是元素周期表上最轻的金属。电池需要尽可能轻,尤其是在电动汽车中。

如何使用锂
2001多年前,锂主要用于各种工业用途。锂需求的主要来源包括陶瓷、玻璃、铝生产、润滑剂以及作为橡胶生产的催化剂。

2015在现代,随着锂离子的商业化,电池现在是锂需求的主要来源,占 39%。

2025 年根据德意志银行的一份报告,到 2025 年,仅锂电池市场就将是当今锂市场总量的 2 倍以上。

大约 70% 的锂将用于电动汽车、电动自行车、传统电池和储能,使其成为绿色革命中无可争议的燃料。

主要锂驱动因素
锂离子电池需求主要受到电动汽车市场快速增长的推动,预计到 2040 年电动汽车市场将占到所有汽车需求的 35%。

但可再生能源存储也在推动锂需求方面发挥了作用。随着太阳能和风能的快速安装,这意味着必须采购更多的电池来存储这种能量。这可以针对具有特斯拉 Powerwall 2.0 等产品的家庭系统完成,并且也在公用事业规模上完成。

两种类型的锂
锂的价格在过去两年中飙升——值得了解市场使用的两种不同类型的锂。

碳酸锂:
这是生产链中的第一种化学品,因此售价低于氢氧化锂。它可以用作某些电池的阴极材料,例如 Nissan Leaf,它用于具有 NMC 配方的 LMO(锂锰氧化物/镍锰钴氧化物化学物质)

氢氧化锂:
这是碳酸锂的副产品,通过与氢氧化钙的复分解反应产生。它可用于更有效地生产正极材料,实际上是某些类型的正极所必需的。例如,它用于 Tesla Powerwall 和 Model S。

锂矿
有两种提取锂的基本方法:从盐水或硬岩中提取。后者主要包括锂辉石生产。

盐水矿床约占全球锂资源的 66%,主要分布在智利、阿根廷、玻利维亚、中国和西藏的盐滩。

最著名的锂区被称为锂三角区,位于智利、阿根廷和玻利维亚的边界。阿塔卡马盐沼是世界第三大盐滩,位于智利一侧,拥有全球约 50% 的储量。

2015 年最大的锂生产国是智利(37%)和澳大利亚(33%)。阿根廷是唯一一个两位数的生产国,产量为 11%。

锂正在推动绿色革命
以下是使用锂离子电池的日常用品中锂的估计含量:

Tesla Model S:51kg
电动汽车:10-63kg
Tesla Powerwall 2.0:10kg
混合动力车:0.8kg 至 2.0kg
电动工具电池:
40-60g 笔记本电脑:30-40g
平板电脑:20-30g
手机:2-3g

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