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特斯拉提锂新技术:总成本降低30%、2025年全面投入使用?

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来源:不止是钢货

“你不能错过这个机会,这就像是一张印钞许可证。”

这是马斯克在2022特斯拉财报会上呼吁全球更多企业进入锂精炼行业所言,而在日前的股东大会上,特斯拉也是又一次提到了锂精炼的重要性。

马斯克也不止一次地说过,锂矿原材料并不是多么稀缺,缺的是更多企业来参与锂精炼,用更先进的技术来提高锂精炼的效率,降低成本。

呼吁了半天,马斯克也撸起袖子自己开锂精炼厂了,前不久,马斯克就为得州的锂精炼厂举行了破土动工仪式。而且在仪式上,马斯克不止一次地强调了自家使用的锂精炼技术是一种不同于传统锂精炼的技术路径,既环保又高效成本还低,甚至直言“你可以住在这个厂里,也不会受到任何影响”。

马斯克所提到的跟现在的主流做法有很大不同,而对于自家的锂精炼技术,特斯拉电池原材料和回收负责人特纳在奠基仪式上做了简要的讲述,特斯拉的锂精炼技术将使能源消耗减少20%,消耗的化学药剂成本会低60%,所以总成本也会低30%,同时精炼过程所产生的副产品也是无害的。

虽然特斯拉没有透露更多的细节,我们还是通过特斯拉2021年的一项专利找到了蛛丝马迹,发现特斯拉确实没有按常理出牌。

01.特斯拉摆脱强酸提锂的秘密

虽然特斯拉锂精炼厂破土动工仪式是近期才开始的,但是特斯拉在锂精炼的相关布局或许可以追溯到2018年。在20201229日,特斯拉提交了名为“从粘土矿物中选择性提取锂”的专利申请,并且,该专利已于202178日公布。

值得注意的是,盐、水、粘土和高能研磨发生的特定顺序对锂的提取效率影响不会很大,以氯化钠作为阳离子源为例,平均来看,在高能研磨前加入氯化钠比在高能研磨中加入时要高,约7%。不过,从图中也可以看出,研磨时间对锂的提取效率影响很大,当研磨时间达到2-3个小时,锂提取效率最好。

所以,总的来说,特斯拉利用球磨机可以用物理的方式使得粘土的颗粒变小变形,晶体结构相对完整,所驱动的结构变化允许盐水溶液作用于粘土晶体中的锂,并通过阳离子交换选择性地提取锂离子。

02.为什么锂对特斯拉这么重要?

特斯拉在锂精炼厂破土动工的当天表示其锂精炼厂预计在2025年可以全面投入使用,到时候布局了这么久的结果如何就能见分晓了。那为什么特斯拉要这么费力地自己入局锂精炼呢?毕竟现在锂精炼也算是相当成熟了,特斯拉的手甚至也伸向了更加上游的锂矿开采,比如收购加拿大的上市锂矿企业西格玛锂业公司。

直接原因无非就是现在电池级碳酸锂和氢氧化锂的价格波动很大,从2022年年初开始,电池级碳酸锂价格约为28万元/吨,3月份又上升至50万元/吨,在11月一度突破60万元/吨,之后又从2022年年底55万元/吨一路降至今年4月份的18万元/吨,可见电池级碳酸锂的价格波动之大。

而透过表面的碳酸锂价格波动,特斯拉入局锂精炼产业的深层逻辑有三点。一是特斯拉想尽可能地保证电池的质量和安全性,马斯克对自家的技术还是比较自信。二是节省成本,提高利润。马斯克一直在说特斯拉要实现年销2000万辆的目标,相应的电池需求量将会巨大的,所以,对于特斯拉来说,自建锂精炼厂更加划算。三是保障可用的锂供应,让特斯拉对供应链有更多的控制权,可以灵活地接受原料,包括工业废弃物和电池等,形成良性循环。

03.结语:特斯拉或重塑电池材料产业格局

随着电动车的快速普及,锂电池就被视为“新时代的石油”,而锂则变成为了这场能源革命中的关键材料。目前,锂矿精炼技术虽然已经比较成熟,但是在环保和效率方面还有很大的提升空间,从特斯拉公布的专利来看,特斯拉通过机械化学技术路径来取代传统的强酸提取,可以更高效低成本地提取锂,就像特斯拉采用一体压铸来改进整车的制造效率一样,由于巨大的产能需求,特斯拉还需要定制一个不同于传统工业上所用的球磨机。

特斯拉的锂精炼技术路线如果能够跑通,将会带来更高效更低成本的电池级氢氧化锂或碳酸锂,这样势必会重塑锂精炼上游产业格局,其影响到底有多大,等到2025年特斯拉锂精炼厂建成之后应该会逐渐显现。

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