储能电池

放飞“锂”想 扬帆远航 锂电产业正在引领新能源快速发展

2020-07-28 08:55:25 青海日报

新能源、绿色发展成为时代的主旋律,锂电产业正在引领新能源快速发展,而资源是产业的基础。7月25日,中国(青海)锂产业及动力电池高峰论坛在西宁举办。放飞理想,扬帆远航,来自省内外的知名专家学者在本次论坛中通过全球锂资源开发、锂离子电池正极材料产业现状、氟锂结合、锂硼资源高效利用等内容,指导研究发展锂产业及动力电池,支持共建中国“盐湖生态镁锂钾园”,为推动我省高质量发展,推进“一优两高”战略和实现中华民族伟大复兴的中国梦,做出盐湖新贡献。本报将论坛演讲嘉宾的精彩观点加以整理与广大读者分享。

全球锂资源开发现状与发展趋势

演讲嘉宾:

江西赣锋锂业股份有限公司董事长 李良彬

精彩观点摘登:

全球锂资源分布主要集中在南美洲和亚洲,其中,智利、澳大利亚、阿根廷、中国锂储量排名前四,占85%。全球探明的锂资源量逐年增加,2019年锂资源量达到了8000万吨,锂储量1700万吨,按现有储量,年消费可达80万吨碳酸锂,锂资源可供使用近100年,锂资源能满足新能源汽车用量。

我国锂资源量为450万吨,锂储量为100万吨,主要分布在青海、西藏、四川、江西、云南等地,盐湖资源占78%,分布在青海和西藏;锂矿石分布在江西、四川、新疆、河南、湖南、云南等地。据统计,2019年,全球锂矿产量达77200吨,全球锂盐产量约37.6万吨,消费量约30.5万吨,其中锂电池用量最大占65%。我们看到,全球新能源汽车快速发展,预计2025年,全球新能源汽车年销量将达1150万辆,随之,全球锂电池市场需求也将快速增长,预计到2025年,全球锂电池市场需求量将达750GWh。同时,未来十年,全球锂盐需求量将呈快速上涨趋势,预计在2025年年需量突破80万吨。目前锂盐产品价格已接近成本价,随着各锂盐企业产品进一步放量,未来几年仍存在供大于求的局面,锂价仍承受较大下行压力。

近年来,矿石提锂产能迅速提升,但随着锂盐价格的下降,这两年产能释放将放缓。我们预测锂行业未来五年发展:锂云母与中国盐湖资源将达到开发瓶颈,年总产量不超过20万吨LCE;要进入锂行业,将受到资源与生产经营团队的约束,行业竞争有望趋缓,不会像2018-2020年那样激烈。

然而到2025年,我们判断全球的锂供需将达到80万吨,届时供应会乏力,需求还会发力,将形成第二波供不应求的局面,行业景气度将再度爆表。为此我提出几点建议:谨慎投资锂矿与锂盐项目,密切跟踪新技术发展趋势,与上、下游企业密切合作,形成多方共赢,高度重视安全环保,确保企业可持续发展,持续技术创新,降低生产成本,提升产品品质。

锂离子电池正极材料产业现状与发展趋势

演讲嘉宾:

中南大学教授、博士生导师 胡国荣

精彩观点摘登:

全球市场插电式混合动力、纯电动汽车已开始步入应用普及的发展阶段,预计至2050年,全球将有4400万辆纯电动汽车内燃机汽车市场将绝大部分被新能源汽车所代替。储能锂电池现在仍处于起步阶段,受益于家庭储能、电信基站、风能、太阳能等新兴能源储能需求,2020年储能类市场将达1140亿元。受大数据、云计算、物联网等信息技术与工业不断创新融合,全球智能装备行业将继续保持快速增长,至2020年中国智能装备整体市场规模将突破1万亿元,锂电池正极材料保持高速增长,并逐渐向三元材料等高能量密度材料发展,电动汽车用锂离子动力电池已成为市场和研发的热点。

同时,世界各国对磷酸铁锂材料的研发也非常火热,实现批量化生产企业也不在少数。走在这个行业前列的国家和地区主要是美国、加拿大、中国等,日本过去在锂离子电池领域一直处于全球领先地位,而在磷酸铁锂电池领域却落后于美国和中国。由于成本与产业配套等原因,中国在磷酸铁锂产业方面一枝独秀。目前国内磷酸铁锂已广泛应用于电动车、储能、电动工具等领域的磷酸铁锂电池,以国内知名电池生产企业——比亚迪、CATL、天津力神、国轩为代表的中国电池界,纷纷投入巨资建设磷酸铁锂动力电池生产线,这表明国内主流电池生产企业对磷酸铁锂作为动力锂电池正极材料应用的肯定。

正极材料是锂离子电池的核心关键材料,高镍MCN、NCA材料目前还存在安全性、循环寿命、表面残碱含量高等问题,需要进一步加以研究改进。考虑到磷酸铁锂成本、循环与安全性能优势,结合磷酸铁锂刀片电池和CTP电池,未来电动汽车技术路线将是三元材料与磷酸铁锂并驾齐驱。我认为,正极材料产业未来发展趋势将是解决安全问题,进一步提高续航里程,产业集中度进一步提高,装备大型化与智能化,选址干燥地区和电力廉价的地区,上下游延伸提升产业竞争力,做好电池回收实现产业循环,高镍三元与磷酸铁锂联产,降低成本,产业并购重组,推动产业健康发展。

氟锂结合 智变未来

演讲嘉宾:

多氟多集团董事长、多氟多化工股份有限公司董事长 李世江

精彩观点摘登:

“核心技术要自主、中国科技当自强”。科学在于分类,当化学元素周期表遇上数字化的时候,我们迎来了科技的新变革。

多氟多立足于对氟元素的深度研究,使其与锂和硅结合,发现了三种电池的应用。光电效应把光能转化为电能,实现新能源的综合利用;锂电池及相关原材料的生产,解决了新能源不易存储的难题;系统新技术、新工艺,促进电解铝行业的节能减排,实现氟资源综合利用。通过“三个电池”的开发,构成新能源“制能、储能、节能”三个层次。

一年前的日韩贸易摩擦,带给我国企业发展的启示。据工信部调研统计,32%的关键材料在中国仍为空白,52%依赖进口,盘点30大依赖进口的新材料,氟基材料占4种。作为这一事件的外溢效应之一,韩国企业迫切需要寻求原材料替代,多氟多等一批领先的中国电子化学品生产供应商抓住了这一契机,研发了氟基功能材料,成为材料发展史的一个重要里程碑。

研究发现,氟材料年需求增速15%左右,尤其是无机氟材料电子级氟化物和有机氟材料制冷剂、氟聚合物和中间体四类。与以往同期相比,氟资源需求量相应剧增。据此,企业发展了氟材料产业链。发现了国民经济和国防建设中具有重要意义、被称为“推动世界进步的元素”的锂,与氟结合产生的价值。

青海的盐湖锂资源,为行业的发展提供了原材料。从盐湖锂粗矿中产生的工业碳酸锂、高纯碳酸锂,经过多氟多的加工,成为多功能锂盐、锂电池(含锂/氟电池)和锂离子电池,造就了新的能源行业,同时公司将退役电池包有价金属回收,对锂离子进行再利用。通过低品位锂资源的高效利用,垂直整合产品模式,构建打通上、中、下游的产业生态系统。

公司自主研发的高纯晶体六氟磷酸锂,经工信部、石化联合会联合鉴定:产品指标优于日本企业。以六氟磷酸锂为突破口,以锂电为导向,以锂电的各种原材料为重点,开发新型锂离子动力电池,产品已应用于多种领域。正在积极探索锂盐电解液化,电解液锂盐化。采用液相共沉淀技术合成前驱体、高温固相煅烧正极材料技术制作高镍三元正极材料。

硅基文明时代业已到来,将能源和计算合为一体,必将驱动人类向更高层级进化。多氟多通过建设企业私有云、公有云和混合云,以数据为支撑,建设多云集成的包含前台、中台、后台的内外链接的云平台。基于5+1朵云,以数字化能力融合与应用为核心,实施智能制造。

通过互联网+智能制造平台,促进供应链、需求链和智能制造链的深度融合,打造化工行业平台典范和生态体系,融入全球化思维下的新智能制造生态。原料、产品带上信息,服务走进来和服务走出去。构建数字化产业链,实现过程自动化、管理精益化、指挥平台化。增强未来的竞争力,实现智能制造。

全球盐湖锂硼资源高效利用和绿色分离的科学基础及关键技术与产业化示范

演讲嘉宾:

中国科学院青海盐湖研究所研究员、博士生导师、中国科学院盐湖盐矿绿色开发工程实验室主任 李丽娟

精彩观点摘登:

锂资源对国家能源安全具有重要战略意义,中国已将新能源汽车产业列为支柱产业。数据显示,我国锂资源占全球29%,青海占全国的54%。青海盐湖锂资源有效可持续利用,直接关系到我国能源战略安全与战略需求。

青海省五大产业体系中锂电居首,青海省委及省政府在《十三五发展规划》和《十三五科技创新规划》中制定了《千亿锂电产业发展规划》,并明确提出,“攻克青海高镁锂比盐湖提取电池级碳酸锂、高纯氯化锂及氢氧化锂与金属锂技术瓶颈列于首位”。发展锂资源高效绿色经济分离提取的新技术,开发高品质锂盐材料,是锂资源开发重中之重。

另一方面,我国硼酸产品的自给率不足30%,70%依赖于进口。盐湖硼资源开发,多集中在高品位固体硼矿,而高品位硼矿资源随着硼资源的大量消耗而日趋枯竭。青海盐湖硼矿保有储量1800多万吨B2O3,占全国硼资源总储量的36%。盐湖液体硼矿的加工至今为止除了兴华锂业,没有任何一湖区实现产业化规模生产。

为此,研究卤水蒸发浓缩过程中锂的传质规律,重铸盐湖有价元素梯级分离的工艺流程,是提高锂浓缩/增加锂收率/强化锂传质工作必须解决的问题。多名院士和行业专家对我国盐湖提锂的技术进行了全面的调研和评估,结果认为:溶剂萃取法和膜分离法是最具有发展前途的方法。但要破解萃取剂TBP水溶性大、腐蚀性强和化学稳定性较差的固有特性难题。高效硼萃取剂的分子设计合成方面,我们遴选出具有应用前景的新型高效绿色萃取体系,针对该体系开展了从高镁锂比盐湖卤水中萃取锂的共萃取效应、盐析效应、萃合物结构、动力学及热力学等萃取机理以及串级萃取与应用研究。

目前,我们构建了盐湖战略元素萃取分离纯化智能控制与在线监测模拟平台。此外,采用20级箱式萃取槽工艺,对蓝科锂业沉锂母液提锂进行全流程试验。大柴旦箱式萃取槽萃取锂中试结果显示,氯化锂富集液杂质含量低,其产品纯度在99.5%以上,可直接放大到千吨级生产规模。采用“溶剂萃取分离技术”建成的西台吉乃尔盐湖锂硼资源的开发中试示范线,打破盐湖单一碳酸锂产品的格局,提升了盐湖锂产品的附加值。希望在未来规划中强化基础研究,引领性原创成果重大突破,突出关键共性技术,加快创新成果转化,使更多的技术创新成果早日落地生根、开花结果。


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