锂电池发明人：锂原料供应数年内面临枯竭新材料替代需求迫切

发布日期： 2021-11-03 09:17:47 来源：第一财经

为了加速减少碳排放，尽早实现碳中和，各国正在加紧部署清洁能源，包括使用新能源车，光伏、潮汐等各类清洁能源和可再生能源等在内的不同举措。

在世界顶尖科学家碳大会的未来能源发展论坛上，锂电池发明者、2019年诺贝尔化学奖得主斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittingham)教授认为，锂离子电池供应可能在未来几年内面临枯竭，人们需要找到一种新型的材料代替目前的锂电池。

金属原材料循环利用

惠廷厄姆表示，新型电池应该具备更有韧性、寿命更长、成本更低的特征。不过，针对一些新闻中所说的充电一分钟就能让电动车行驶500公里，惠廷厄姆认为是“荒唐的”。“我们通过计算就可以推导出这是不可能的。”他说道。

在回答是否有足够多的锂来满足未来生产电池的需求时，惠廷汉姆直接地说道：“没有。”他表示，未来五到十年内，目前用于生产锂离子电池的原材料就会被消耗殆尽，需要找到新的锂材料。

惠廷厄姆表示，电池的制造将消耗大量的钴、镍金属原材料，如果不能循环利用将会造成浪费。他认为未来锂电池可能迎来价格提升，应尽早布局锂电池循环再利用。

“钴一般要从距离三万公里之远的地方运输过来，如此长的供应链真的是会让我们抓狂，所以我们需要寻找替代的能源。”惠廷厄姆说道，“目前已经有不同的项目在研究，如何减少对金属的使用，比如说减少钴等材料的使用。”

电动车企业已经感受到了这种原材料匮乏的危机。11月1日，电动车巨头特斯拉与赣锋锂业签署供应合同，未来三年，赣锋锂业将向特斯拉供应电池级氢氧化锂产品。此次协议签署的背景是锂电池材料成本居高不下，锂矿供应吃紧导致下游企业生产面临限制。

根据五矿证券的研究报告，2020年全球单水氢氧化锂的需求量约为12.3万吨，其中来自锂离子电池领域的需求约为9.88万吨。预计2025年全球氢氧化锂的需求总量将大幅增长至57.5万吨，2020至2025年的复合平均年增长率约36.35%。

特斯拉目前已经实现电池原材料金属高达92%的再利用率。特斯拉CEO马斯克在近期召开的一次股东大会上表示，电池材料是可以无限回收的，特斯拉在获取电池材料后，即可通过不断回收旧电池来完成新电池的生产，在生产过程中进一步降低碳排放和资源消耗。

钠离子电池尚不可行

针对近期有企业声称将开发钠离子电池，惠廷汉姆认为可行性不强，在技术上仍然面临很大的障碍。他还表示，铝电池要实现起来也非常困难，同时面临大规模生产价格壁垒的问题。

世界顶尖科学家协会副主席、美国前能源部部长、1997年诺贝尔物理学奖得主朱棣文近几年一直在参与研发新能源电池。他表示，锂离子电池是非常重要的技术，但问题是利用何种材料作为储能材料。朱棣文认为，最好的材料目前仍是氧化钴锂电池。但是由于钴和镍的价格太贵，因此中国锂电池使用了较为便宜的材料，这使得储能密度受到了限制。他表示，未来石墨和硅也可以作为储能材料。

朱棣文还提到了在盐水湖中提取锂的技术。他说道，一些盐水中的锂含量可以达到95%，现在全球已经有多个团队在研究盐水提锂的技术。

朱棣文预测，未来10到20年，世界将使用更多的清洁电能，清洁电能的使用比例可能会上升至60%。不过朱棣文也指出清洁能源面临的挑战，尤其是电网和能源的分配以及储电方面受到的限制。

朱棣文表示，他一直在致力于协调美国的输变电的问题。“我们知道风在吹、太阳在晒，但问题是人类无法对它进行很好的控制。”他说道，“中国的输变电可以达到6000瓦，处于世界领先的地位，但要知道在输变电的过程中可以损失多达5%的电力，所以我们要对输变电的系统进行改进，以减少损耗。”

科学家们还呼吁加大对基础研究领域的投入，并加强国际合作，推动未来能源方面的创新和探索。惠廷厄姆表示：“在美国等西方国家，我们目前面临的挑战就是如何将创新的科研成果应用在工业方面。我们也在争取国家层面的更多资金支持，但目前还不清楚美国政府是否愿意投入更多来支持新的供应链。”