鋰電池發明人：鋰原料供應數年內面臨枯竭 新材料替代需求迫切

為了加速減少碳排放，盡早實現碳中和，各國正在加緊部署清潔能源，包括使用新能源車，光伏、潮汐等各類清潔能源和可再生能源等在內的不同舉措。

在世界頂尖科學家碳大會的未來能源發展論壇上，鋰電池發明者、2019年諾貝爾化學獎得主斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham）教授認為，鋰離子電池供應可能在未來幾年內面臨枯竭，人們需要找到一種新型的材料代替目前的鋰電池。

金屬原材料循環利用

惠廷厄姆表示，新型電池應該具備更有韌性、壽命更長、成本更低的特征。不過，針對一些新聞中所說的充電一分鐘就能讓電動車行駛500公里，惠廷厄姆認為是“荒唐的”。“我們通過計算就可以推導出這是不可能的。”他說道。

在回答是否有足夠多的鋰來滿足未來生產電池的需求時，惠廷漢姆直接地說道：“沒有。”他表示，未來五到十年內，目前用于生產鋰離子電池的原材料就會被消耗殆盡，需要找到新的鋰材料。

惠廷厄姆表示，電池的制造將消耗大量的鈷、鎳金屬原材料，如果不能循環利用將會造成浪費。他認為未來鋰電池可能迎來價格提升，應盡早布局鋰電池循環再利用。

“鈷一般要從距離三萬公里之遠的地方運輸過來，如此長的供應鏈真的是會讓我們抓狂，所以我們需要尋找替代的能源。”惠廷厄姆說道，“目前已經有不同的項目在研究，如何減少對金屬的使用，比如說減少鈷等材料的使用。”

電動車企業已經感受到了這種原材料匱乏的危機。11月1日，電動車巨頭特斯拉與贛鋒鋰業簽署供應合同，未來三年，贛鋒鋰業將向特斯拉供應電池級氫氧化鋰產品。此次協議簽署的背景是鋰電池材料成本居高不下，鋰礦供應吃緊導致下游企業生產面臨限制。

根據五礦證券的研究報告，2020年全球單水氫氧化鋰的需求量約為12.3萬噸，其中來自鋰離子電池領域的需求約為9.88萬噸。預計2025年全球氫氧化鋰的需求總量將大幅增長至57.5萬噸，2020至2025年的復合平均年增長率約36.35%。

特斯拉目前已經實現電池原材料金屬高達92%的再利用率。特斯拉CEO馬斯克在近期召開的一次股東大會上表示，電池材料是可以無限回收的，特斯拉在獲取電池材料后，即可通過不斷回收舊電池來完成新電池的生產，在生產過程中進一步降低碳排放和資源消耗。

鈉離子電池尚不可行

針對近期有企業聲稱將開發鈉離子電池，惠廷漢姆認為可行性不強，在技術上仍然面臨很大的障礙。他還表示，鋁電池要實現起來也非常困難，同時面臨大規模生產價格壁壘的問題。

世界頂尖科學家協會副主席、美國前能源部部長、1997年諾貝爾物理學獎得主朱棣文近幾年一直在參與研發新能源電池。他表示，鋰離子電池是非常重要的技術，但問題是利用何種材料作為儲能材料。朱棣文認為，最好的材料目前仍是氧化鈷鋰電池。但是由于鈷和鎳的價格太貴，因此中國鋰電池使用了較為便宜的材料，這使得儲能密度受到了限制。他表示，未來石墨和硅也可以作為儲能材料。

朱棣文還提到了在鹽水湖中提取鋰的技術。他說道，一些鹽水中的鋰含量可以達到95%，現在全球已經有多個團隊在研究鹽水提鋰的技術。

朱棣文預測，未來10到20年，世界將使用更多的清潔電能，清潔電能的使用比例可能會上升至60%。不過朱棣文也指出清潔能源面臨的挑戰，尤其是電網和能源的分配以及儲電方面受到的限制。

朱棣文表示，他一直在致力于協調美國的輸變電的問題。“我們知道風在吹、太陽在曬，但問題是人類無法對它進行很好的控制。”他說道，“中國的輸變電可以達到6000瓦，處于世界領先的地位，但要知道在輸變電的過程中可以損失多達5%的電力，所以我們要對輸變電的系統進行改進，以減少損耗。”

科學家們還呼吁加大對基礎研究領域的投入，并加強國際合作，推動未來能源方面的創新和探索。惠廷厄姆表示：“在美國等西方國家，我們目前面臨的挑戰就是如何將創新的科研成果應用在工業方面。我們也在爭取國家層面的更多資金支持，但目前還不清楚美國政府是否愿意投入更多來支持新的供應鏈。”

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