摘要:

2023年7月26-28日,“2023新能源正极材料及锂镍钴锰原料产业发展大会”在广西钦州天骄国际酒店顺利召开。

由上海钢联电子商务股份有限公司(Mysteel 我的钢铁网)携手中伟新材料股份有限公司联合主办,江苏汇鸿国际集团中鼎控股股份有限公司、中信建投期货有限公司协办的2023新能源正极材料及锂钴锰原料产业发展大会将于2023年7月26-28日在广西钦州天骄国际酒店顺利召开。

上海意定新材料科技有限公司总经理 林道勇

28日会上,上海意定新材料科技有限公司总经理林道勇就《第一性原理在锂盐行业的思考和应用》进行演讲。报告从六个部分展开。

第一性原理:在解决问题时,要勇于打破知识的藩篱,回归事物的本质,去思考最基础的要素,直接从事物最本源出发寻求突破口。如无必要,勿增实体,也即简单有效原理。

不管现在的锂电池有多贵,回到本质问一个问题,锂电池的硬成本是什么构成的?无论如何也减不下去的成本是什么?除了购买锂(替代不了)、镍、钴、锰、、铁、、隔膜、电解液等材料的成本是降不下去的,剩下来的成本都是人类协作过程中产生的,那就有优化的空间。

未来锂电池比能量和寿命会持续提高,代表矿井效率和回收再制造效率提高,产业规模会急剧扩大,考虑产业链各公司合理的利润率,锂电池的成本降低到约0.3元/Wh是能实现的,那时锂电池相对其他电池的优势会极大,电动汽车相对燃油车的性价比优势和用户体验优势会更大,锂电池需求会承现爆炸式增长。

锂盐需求

共享汽车和智能驾驶技术会极大的促进综合成本比燃油车更低的电动汽车产业的快速发展。

锂电池在储能(将是趋势)、电动自行车、移动电源、备用电源、启动电源、电动船、电动载人飞机等众多领域也会极快的发展。

1GWh锂电池需要用到约620吨碳酸锂或700吨单水氢氧化锂,随着电池成本的降低,锂盐成本占比长期趋势会越来越高。锂是最轻的金属,看好锂镁和锂铝合金的前景,以及核聚变用锂6锂7的前景。未来十年,在新能源汽车、5G技术、储能、3C数码等快速增长的驱动下,全球锂盐需求量呈快速上涨趋势,预计在2025年年需量达160万吨,2030年达400万吨,主要来自于动力和储能电池需求。

锂资源

美国地质调查局2022年报告显示,全球锂资源量超过8900万吨(储量2200万吨),折合碳酸锂4.5亿吨,其中卤水型锂资源占60%以上。未来几年锂盐行业不会受限于资源,但长期会有资源特性,特别是当锂盐需求达到300万吨/年以上时(马斯克宏图计划3的240TWh储能需要1.5亿吨碳酸锂)。柴达木盆地盐湖资源中已编入矿产储量的锂矿产地10处,保有氯化锂储量2447.38万吨。察尔汗盐湖及别勒滩矿区2个特大型矿床西台、东台吉乃尔湖和一里坪矿区3个大型矿床,10个盐湖中含量达到工业品位可供开发利用。

锂的回收

 锂的回收从技术、经济性、环保上是可行的,开始比拼锂收率、产品品质、成本、规模。磷酸铁渣的再制造、镍钴锰的共萃、回收-前驱体-正极材料一体化将是未来的方向。锂盐年需求达峰后,锂回收的占比会越来越高,来自于资源的锂盐占比和绝对量都会减少。

盐湖提锂工艺

由于盐田阶段的析出、夹带、渗漏等,最终锂收率只有不到30%,需要锂优先!盐湖提锂相比矿石法有明显的成本优势,同时也有资源优势。对于锂含量<0.3g/L的卤水,吸附法是目前唯一规模化的生产技术,可直接应用于原卤水提锂,直接原卤水提锂的锂收率可以做到60%以上,吸附法盐湖提锂碳酸锂成本2-4万。传统铝系吸附法公司众多有蓝科锂业、FMC、蓝晓科技、青山法国埃赫曼 、蓝深环保、久吾高科、比亚迪、贤丰股份、万华化学、苏青、争光等公司。

锰系钛系吸附法有海普、碧水源、久吾高科、成都泰利创富(成都理工大学)、金藏膜(陕西膜分离技术研究院)、上海礼思(航天811所)、贵州唯特高等公司,存在吸附剂溶损待验证、需要酸解吸、锂钠分离难、双极膜制酸碱导致电力投资大等问题。

沉锂母液等锂钠钾分离提锂

沉锂母液是碳酸锂生产过程中富锂溶液与碳酸钠溶液反应沉淀后排出的溶液,主要集中在碳化反应中的溶液、对碳酸锂沉淀几次过滤洗涤后的洗涤水、离心母液这三道工序中。由于碳酸锂在水溶液中有一定的溶解度,氯化锂体系的沉锂母液中Li浓度一般在1.5g/L左右,母液中还含有Cl-、Na+等离子,还含有过量的CO32- ,硫酸锂体系中Li浓度一般在2g/L左右。全球传统的回收锂的工艺处理的含锂母液折合成碳酸锂量每年至少6万吨以上,随着碳酸锂需求的增大,处理量还会继续扩大。

双极膜电解氢氧化锂、电渗析浓缩除硼

根据电渗析的原理,由于硼在酸性条件下,以H3BO3形式存在,硼酸是一元极弱酸,不易解离,在溶液中呈电中性状态,在电渗析过程中,不易随电场作用进行迁移,从而实现硼与其他无机盐的分离的效果。从第一性原理看,反渗透和MVR之间加电渗析是比较好的选择。

优势:相比于反渗透纳滤需五级除硼,电渗析一级除硼率可达90%以上,锂回收率可达98%,锂浓度可达20g/L以上,可直接沉锂。酸碱消耗比原工艺下降90%,运行成本大幅下降。电渗析系统标准化程度高,安装简单,成本低廉。

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