海水|锂电池的前路:是从大海提取锂资源,还是被钠电池取代?( 二 )


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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 。

海水|锂电池的前路:是从大海提取锂资源,还是被钠电池取代?
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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 。

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