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今天来聊聊电动车电池的灵魂,锂。
锂作为一种金属,密度只有水的一半,但是小到纽扣电池、手机电池,大到新能源汽车电池,甚至是可控核聚变都能够见到锂的应用。锂(离子)电池可以说是目前应用最为广泛的能量载体,“21世纪的能源金属”实至名归。但是锂在地球上的储量并不丰富,下面就来聊聊锂够不够用的问题。
锂电池前世今生
锂电池发明至今也不过几十年的时间,上世纪70年代,由于石油危机的的影响,埃克森美孚公司投资了一个实验室专门研究可充电电池。年,斯坦利·威廷汉研究出了第一款可充电的电池,并开始小规模量产,但是正赶上石油价格下跌,埃克森美孚就把项目给砍掉了。
约翰·古迪纳夫看到了这个锂电池的革命性潜力,继续在威廷汉研究基础上寻找新的正极材料,终于年,钴酸锂问世。后续古迪纳夫团队又相继研发出了锰酸锂和磷酸铁锂正极电池,大名鼎鼎的磷酸铁锂来了。而这位老爷子在90岁高龄的时候,又开始了全固态电池的研究。
约翰·古迪纳夫在使用钴酸锂作为正极的基础上,吉野彰又使用了石墨作为负极,年索尼第一次把锂电池推向市场,自此现在我们看到的锂离子电池也就有了原型。
年,诺贝尔化学奖颁给了这三位把人类带入充电时代的科学家。
年,当时3M首席科学家的杰夫·达恩研究出了镍钴锰三元材料正极,今天锂电池的市场补齐了最后一环。3M公司作为专利持有人估计已经乐翻天了,杰夫·达恩现在也是特斯拉的研究伙伴。
在整个新能源市场迅猛发展的今天,不管是采用磷酸铁锂还是三元锂,动力电池出货量与日俱增,对锂的需求量也越来越大。据韩国研究机构SNEResearch公布的榜单数据显示,年,全球动力电池总装机量为GWh,宁德时代连续4年夺冠。
面对未来的电动车大军,地球上的锂够不够用呢?
锂都在哪里
根据美国地质调查局年发布数据,全球已探明的锂资源量大约有万吨,储量大概是万吨。储量大致可以理解为经过可行性研究正在开采或者计划开采的部分,或者说目前开采出来能赚到钱的锂大概有万吨。资源量的概念更大,包括未经可行性研究甚至包括预测能开采的部分。
锂矿资源分布特别集中,超过九成的储量主要分布在智利、澳大利亚、阿根廷、中国、美国、加拿大、津巴布韦、巴西和葡萄牙这9个国家。从资源量的角度看,玻利维亚、智利和阿根廷这个大名鼎鼎的拉美“锂三角”占整个资源量的近六成,玻利维亚虽然资源丰富,但是政策条件不好、政局不稳定、技术条件也比较落后,所以产量并不大。
由于锂的需求增加,锂的价格也水涨船高,不少中国企业也在海外布局锂矿的生产,未来锂的竞争肯定也会愈发激烈。
地球上的锂可以生产多少辆电动车
要讨论地球上的锂能够用多久,可以通过能够支持多少电动车的生产来简单量化。当然,这种量化非常粗糙,不过可以提供一个评判的依据。
据统计,采用磷酸铁锂正极材料,每生产1GWh电池需要使用86吨的金属锂。采用三元正极材料,每生产1GWh电池需要使用-吨的金属锂。看来三元锂电池贵是有贵的道理。
参照年全球动力电池总装机量为GWh,出货量GWh。锰酸锂和钴酸锂占比比较低,就都按照磷酸铁锂和三元锂来算,依据装机量大概消耗了1.18-1.71万吨锂。
依据现有万吨的储量,每台电动车70kWh来算,大概能够生产多少台呢?答案来了:大概能够生产19.4亿-28.3亿台。
当然肯定不会有这么多,毕竟锂电池在3C产品、储能等方面还有着巨大的需求。乍看起来20亿台很多,世界汽车组织OICA年的数据,全球汽车保有量在年就已经达到了12.8亿台,再加上近几年以中国为主的发展中国家大量需求,20亿似乎也就不算多了。
小结
根据简单推算,虽说现有的锂储量已经能够满足未来20亿台电动车的规模,而且也会随着技术革新更多的锂能够探明和开采。但作为“能源金属”,未来的锂或许会如同今天的石油一样变成战略资源,而不是仅仅在动力电池一项应用。中国正在经历化石能源向新能源的转型,逐渐迈向碳达峰,最终实现碳中和,这一过程锂的地位或许会变得异常重要,现在布局锂资源获取和锂回收正在进行时。
今天就聊到这吧,我是子攸,喜欢我的内容还请点个
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