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产业第十九课|神秘而长寿的锂

2019-09-10 08:39:07


产业第十九课|神秘而长寿的锂


神秘元素“锂”

在现代社会,锂电大行其道。从心脏起搏器到智能手机,从深海潜水器到载人航天器……锂电池可是出尽了风头!金属锂作为锂电池的核心要素,自然就成为了备受推崇的“动力王子”。

说起锂,科学家认为它是一个神秘的元素。在自然界,锂元素也算上是一个古老的寿星了。包括氢、氦、锂在内的轻元素,是在宇宙诞生之后极短的时间内由原初的核反应产生的。经过几十亿年的演化,才最终形成了现在的星系和恒星。

掐指算来,锂元素已经在宇宙中存在了大约137亿年的时间。然而,科学家一直没有搞清楚它的起源和生成过程。

从石头中走出来的锂

元素锂能有今天的出头之日,应当感谢瑞典的一个小学徒。这位小学徒就是阿尔费德森(1792-1841),他是化学大师贝齐里乌斯(1779-1848)的得意门生。阿尔费德森是锂元素的发现者,因此是锂元素飞黄腾达的第一个“贵人”。

1817年的一天,阿尔费德森从朋友那里得到了一块石头,是来自瑞典的一块透锂长石。阿尔费德森如获至宝,并对透锂长石进行了分析研究。结果发现,石头中含有80%的氧化硅和17%的硅土,那么缺失的3%是什么呢?阿尔费德森穷追不舍,最终确认这是一种尚未被发现的新元素。

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宝石级锂辉石的颜色品种

阿尔费德森把这个发现和想法告诉了他的导师,贝齐里乌斯把这一新元素命名为lithium(英文), 来源于希腊语lithos(意为石头)。然而,由于阿尔费德森并没有从锂盐中分离出金属锂来,所以并没有为锂元素的应用带来新的突破。

1855年,德国化学家本生和英国化学家马提生通过电解氯化锂才获得了大量的金属锂。1923年,德国的一家公司才开始锂的商业化生产。

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锂材料产业简介

1、合成工艺

矿石提炼锂主要有硫酸法、硫酸盐混合焙烧法、石灰石烧结法、氯化焙烧法等,矿石提锂技术相对成熟,盐湖提锂主要有沉淀法、萃取法和吸附法。

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(1)矿石提锂技术

技术相对成熟稳定,大多采用硫酸法。矿石提锂一般对矿石进行爆破,研发成锂精矿,在通过酸处理等一系列步骤得到碳酸锂产品。目前采用该方法的企业有齐天锂业和赣峰锂业等。

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锂辉石

(2)盐湖提锂技术

对于锂含量较低的卤水,吸附法是较好的方法,此方案关键在于选择性高,吸附容量大,材料稳定性大的材料。目前采用吸附法的企业有蓝科锂业和藏格锂业等。

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盐湖锂

2、锂材料的应用

锂广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷液、核工业以及光电行业,随着电脑、数码相机、手机、移动电动工具等电子产品不断发展,电池行业成为锂电池的最大消费领域。

3、锂产业链结构

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锂产业上游为资源开采,2017年全球探明总量超过5300万吨,其中阿根廷、玻利维亚、智利、中国、美国占据前五位,全球锂产量在2017年增长了13%,达到4.3万吨。

中游是冶炼提纯,中游的锂产品经过进一步提纯合成可得到锂深加工产品,应用于下游如电池、医药等消费领域。2018年碳酸锂价格持续下降,2019年3月份,工业级碳酸锂6.5万元/吨,较18年3月下降8.25万元/吨。电池级碳酸锂价格7.9万元/吨,较18年3月下降52.4%。

氢氧化锂的价格走低与上游厂家新建产能释放有直接关系,2019年3月份报价10.7万元/吨,较2018年3月下降4.4万元/吨,2018年国内新建产能共计3.55万吨。

下游产业主要为应用,电池行业已经成为锂的最大消费领域,2017年电池用锂占比达到43%,预计到2020年占比达到72%。

市场规模

1、国内外产能

全球锂资源龙头企业近两年纷纷对碳酸锂或者氢氧化锂的产能进行扩充,以应对下游需求。虽然我国盐湖锂储量丰富,大部分分布较为松散不利于大规模开采,且镁锂价格高,加工难度高,这也是从国外进口原料的根本原因,近年来,国内企业在制备技术上取得重大突破,不断扩大产能。

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2、市场供应需求

2017年全球前五大锂化工产品供应商产能约占全球产能的80%,新的及现有的竞争者都在不断研究开发、优化生产工艺提高市场份额,天齐锂业是亚洲和中国最大锂化合物和衍生物供应商,全球第三大锂化工产品供应商。

3、碳酸锂市场需求

目前碳酸锂需求主要集中在消费电池领域,但目前下游终端产品市场增长放缓,导致消费电池用碳酸锂需求增长放缓。随着全球新能源汽车行业的快速发展,全球动力电池需求快速增加,推动了动力需求用碳酸锂需求的增长,预计2020年需求量将超过15.6万吨,成为碳酸锂电池增长的主要动力。

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