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電池級碳酸鋰能否實現中國造

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年02月26日  

1.技術難度大。雖然我國鹽湖鋰儲量豐富,但是大部分較分散不利于大規模開采,且鎂鋰比較高,加工難度較高。我國從鹽湖中提取鋰的技術難度要比國外大很多,這也是國內相關企業不得不從國外進口原材料的根本原因。


2.優秀人才不足。我國鹽湖多在西部地區,自然環境相對于中東部地區來說較為惡劣,不利于優秀人才的引進。


3.物流成本高。在交通方面,雖然有蘭新高鐵、青藏鐵路以及京藏高速等交通運輸網,但相對于東部沿海地區物流成本仍然要高許多。


中國鋰資源面臨重重困難,卻不能阻擋國人在研發創新上的步伐。


上世紀90年代,中科院青海鹽湖研究所的科研團隊不斷嘗試探索,經過多年攻關,在青海鋰業有限公司的大力支持和協作下,完成了“高鎂鋰比鹽湖提鋰關鍵技術及應用”。時隔十余年,這一技術實現成果轉化,不僅給企業帶來了可觀的經濟效益,而且為青海打造千億鋰電產業基地奠定了基礎。近日,中科院青海鹽湖研究所“高鎂鋰比鹽湖提鋰關鍵技術及應用”專利技術以4000萬元普通許可給青海東臺吉乃爾鋰資源股份有限公司和青海鋰業有限公司兩家公司,創下了青海省單項專利許可費的最高紀錄。


扎布耶鹽湖研發出鹽梯度太陽池提鋰和提純技術,碳酸鋰純度可達到99.6%。相關項目于2006年正式投產后,扎布耶鹽湖成為我國第一個鋰產業化鹽湖,科技日報評論“這標志著中國首次實現了在鹽湖中提鋰的工業化生產,并成為由高成本的硬巖提鋰轉化為低成本鹽湖提鋰的里程碑”。


近日,比亞迪出資2.45億,在青海成立新公司開發鹽湖鋰資源。比亞迪在鹽湖提鋰吸附劑制備技術上取得重大突破,掌握了從鹽湖鹵水中提鋰的鋰吸附劑的制備技術,該科研突破是鹽湖商業化提鋰的關鍵。


電滲析法


通過電力驅動,使得最小的離子通過膜,剩下的離子都隔絕在膜的另一邊。鎂離子在膜上面的吸附、粘接,以及鎂離子在膜的通過率都會影響到整個生產成本和生產周期。電滲析法需要解決的最核心問題在于隔離鎂。


萃取法


堿金屬離子屬于硬酸,能與硬堿形成穩定的配合物。根據這一性質,利用萃取法可以達到提鋰的目的。現在核心問題是萃取劑、萃取基和耐腐蝕材料等這幾個方面進行研發,滿足現萃取法的要求,通過萃取、反萃液,先得到高純的氯化鋰,再進行萃化,最終得到碳酸鋰。


目前我國有兩個不同的鹽湖,針對相同類型的鹽湖資源用萃取法技術提取氯化鋰。


在西臺的鹽湖使用中國科學院的技術,目前已經完成9999的氯化鋰生產線并立項,2017年動工、2018年完工,國內第一條明確提出電池級碳酸鋰的生產線,是第一個提出電池級碳酸鋰1萬噸生產線的地方。


另外一個鹽湖,有色萃取行業的專家們介入,目前建了1000噸的氯化鋰生產線,純度大約為95%左右,生產一些普通碳酸鋰。


沉淀法


通過濃縮結晶或碳化來進行沉淀,純度相對低,后續還需要輔助廠家或者是二級廠家來進行加工,滿足電池材料的需求。


中國是個多鹽湖的國家,但其中大部分較分散不利于大規模開采,且鎂鋰比較高。國外能夠利用經典的沉淀法從鹵水中大規模開采鋰,一個重要的原因是鹵水中鎂鋰比較低或者不含鎂。經典的沉淀法不適合(西藏扎布耶鹽湖等除外)從中國絕大部鹽湖鹵水中提鋰,主要原因有:1)該法要求鹵水中Li+質量濃度大于0.5g/L,而中國大部分鹽湖鹵水低于此值;2)該法要求鹵水中Ca2+和Mg2+含量不能太高,尤其是Mg2+不能太高,而中國大部分低鋰鹽湖中Ca2+和Mg2+含量普遍較高;3)該法要求干旱、降雨量少、日照時間長、年蒸發量大的特殊地理條件,但中國內地的鹽湖多不能滿足此要求。


吸附法


無機離子吸附法是利用無機離子吸附劑對Li+有較高的選擇性和特定的記憶效應的特點,實現從稀溶液中選擇提鋰的方法。如今吸附法的技術難度一直沒有完全突破。目前吸附法主要應用于鋰含量、濃度最低的一些鹽湖,比如察爾汗鹽湖,其鎂鋰比高達1800倍,原鹵當中鋰離子濃度只有30ppm左右。這個辦法到去年年底總共也就生產了1500噸左右,現在實際上也是全世界最大的一個吸附法的生產能力。比亞迪和吸附法的廠家藍科鋰業開展新一輪的合作,2016年10月29日動工年產3萬噸電池級碳酸鋰生產線。

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