研究人员使用单步工艺提取锂 以降低成本

盖世汽车讯 据外媒报道，在《美国化学会-能源快报》（ACS Energy Letters）上发表的一篇论文中，研究人员讨论了一种新的单步电化学提取锂的方法。相比之下，以前常用的分离/提纯步骤往往会增加成本。

（图片来源：ACS）

随着电动汽车迅速发展，对锂电池的需求也在不断增长。因此，锂成为一种很重要的商品。到2030 年，锂的需求量预计将超过200万吨。现在，人们采取从矿石中分离并提纯锂的方法。然而，锂的全球分布有限且不一致，往往无法满足需求；其次，沉积和净化处理过程的速度慢、效率低（50%的回收率）。标准的离心技术需要预先浓缩盐水、沉积试剂和分离锂，尽管具有一定的技术能力，但既耗时又昂贵。

新型锂提取方法

有一种独特的电渗析方法，使用均匀的锂纳米复合材料提取锂，在72小时后的回收率超过7%。此外，在此项研究中，研究人员创造并验证了一种电化学技术，利用固体Li1+xAlyGe2-yPO43薄膜，从模拟海水（simulated seawater）中吸附锂金属。

然而，锂化合物在水溶液中的组成变化和持久性，是锂连续加工技术的关键。在提取锂之后，仍需进行大量的高成本吸收剂置换和锂过滤过程，以生产工业规模的可用锂。这是上述锂提取工艺面临的共同挑战。

这种创新技术在一些方面略所不同。基于膜电解和电化学插层过程的组合，将锂离子特定屏障（Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3，LAGP）和低成本电化学二氧化锰（EMD）分别用作屏障和锂主体。研究人员专注于具有卓越的锂分离性能和效率的材料，并且控制后续处理费用，而不使用低容量化合物，例如本质上可重构的FePO4。

现代技术的优势

研究人员提出的这种新技术，有三个主要优势。首先，提取的锂非常纯净；第二点也是最重要的是，不需要耗费大量成本进行锂分离和提纯；第三大优势是效率高和成本低。

根据预期正极配方，所收集的Li和电解二氧化锰主体（Li-EMD）成为可充电电池正极的初步组件，可有效地用于合成具有必要成分的正极。

研究发现

根据测量的除锂能力和预期的EMD电位，总的锂插层体积为220mAHg-1，或回收效率为71.4%。如果认为所有的锰离子都是4+价的，所报告的收集能力表明使用1摩尔的EMD可以提取0.772摩尔的锂，这与化学分析是一致的。

在技术经济分析（TEA）中，使用通过EMD/LAGP工艺提取的锂，计算生产锂电池正极的成本。结果表明，利用该技术生产尖晶石LiMn2O4和NMC333的成本，比其他锂分离技术更低，甚至与消费类应用的成本持平。

简而言之，这种锂提取方法，有助于解决锂供应不足和电池成本问题，从而实现车辆电气化，并减少社会经济系统的排放。