【數(shù)碼愛好者】隨著電動汽車的蓬勃發(fā)展，你是否曾經(jīng)注意到，我們毫不在意的可充電鋰（Li）電池正變得越來越稀缺？

鋰離子電池發(fā)明至今已近30年，并一直占據(jù)著主要市場。但現(xiàn)在，鋰已變得越來越稀缺，且開采成本也越來越高，甚至已成為戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源。

而就在我們醉心于各種各樣的電子產(chǎn)品不能自拔的時候，一場隱藏在水面以下的戰(zhàn)役卻默默的打響了。

鋰有多重要？

作為目前已知的最輕的金屬，不論是在水里，還是在煤油里，鋰都會浮上來燃燒，以至于化學(xué)家們只好把它強行塞到凡士林油或液體石蠟中。

神奇的鋰玻璃

1882年，肖特（H·Hovestaclt）研究發(fā)現(xiàn)，鋰用于玻璃工業(yè)可以提高產(chǎn)量，延長玻璃窯爐壽命，還能避免硼和氟對空氣的污染。

加了鋰的玻璃，可以阻擋X光輻射，含鋰玻璃被廣泛應(yīng)用于顯像管時代的電視機，以減少對觀眾的輻射；

普通玻璃生產(chǎn)的水杯，每一杯熱水中大約含有萬分之一克玻璃，而鋰玻璃的溶解性約為普通玻璃的1/100，鋰玻璃基本做到了“永不溶解”；

如果把鋰加入到陶瓷中，則能夠降低熱膨脹系數(shù)，也就是說，含鋰陶瓷產(chǎn)品可以經(jīng)受住冷熱的急劇變化、機械洗滌的摩擦及洗滌劑的侵蝕。

治療躁狂癥的關(guān)鍵藥物

1948年，澳大利亞精神科醫(yī)生約翰·凱德把鋰試用于10名躁狂癥患者的治療中，得到了戲劇性的成功。

在不接受治療的情況下，躁狂癥患者的自殺率是普通人群的10-20倍。

利用鋰制造的碳酸鋰可以將自殺率降低10倍。現(xiàn)在，鋰化合物成為治療這種精神障礙的標準療法，也是精神病學(xué)史上一直有效的藥物之一，但鋰在此方面的作用機理依舊是個謎。

鋰能用來制造核彈

1千克鋰燃燒可放出42998千焦的熱量，而1千克鋰通過熱核反應(yīng)放出的能量則相當于20000噸優(yōu)質(zhì)煤的燃燒。

在中國新疆準噶爾盆地，就有一處被列為國家高度機密的地區(qū)——可可托海礦。因為這里提供了中國制造氫彈所需的鋰，而被譽為“英雄礦”、“功勛礦”。

中國的鋰有多少？

中國鋰資源儲量少但消耗量巨大

2018年，全球鋰的產(chǎn)量達到8.5萬噸，同比增加20%。產(chǎn)量居首的是澳大利亞，占到世界的60％，其次是智利（19％）和中國（9％）。而從儲量來看，智利遙遙領(lǐng)先，占到世界的近60%，其次是澳大利亞（近20%）和阿根廷（超過10%）。

而在鋰電池的產(chǎn)量方面，中國是首屈一指。BNEF數(shù)據(jù)顯示，2019年初，全球鋰電池制造能力達316千兆瓦時（GWh）。其中，中國鋰電池產(chǎn)能位居世界首位，占73%，其次是美國，遠遠落后于中國位居第二位，占12%。

簡單點說，中國的鋰資源非常依賴進口，產(chǎn)業(yè)需求極其旺盛，自身儲備嚴重不足。

國際巨頭爭奪鋰資源，中國也不甘落后

鋰被譽為“21世紀的能源金屬”，國際巨頭紛紛涉足鋰礦。

2018年4月，軟銀集團投入約80億日元，取得了內(nèi)瑪斯卡鋰業(yè)9.9％的股權(quán)。這是軟銀集團的首個礦山投資項目。此前，軟銀對這種資源型的重資產(chǎn)投資機會不屑一顧。

除了軟銀之外，豐田集團旗下的豐田通商正聯(lián)手澳大利亞鋰礦商在阿根廷提煉鋰礦，同時還將在日本福島合作建廠生產(chǎn)氫氧化鋰。此外，三井物產(chǎn)與住友金屬礦山也在菲律賓投資了2家生產(chǎn)鋰電池原料的冶煉廠。

對鋰資源有直接需求的全球知名車企都將鋰電池的供應(yīng)延伸到上游鋰資源。寶馬、豐田以及特斯拉等紛紛延長自己的原料供應(yīng)鏈，布局上游鋰礦資源。

當然，中國企業(yè)也不甘落后，中國的天齊鋰業(yè)、贛峰鋰業(yè)，已經(jīng)獲得了全球最大的鋰礦石供應(yīng)國澳大利亞、最優(yōu)質(zhì)的鹽湖鋰資源國智利和阿根廷等全球熱點及優(yōu)質(zhì)資源區(qū)的部分權(quán)益。作為目前是全球第三大生廠商，天齊鋰業(yè)持有泰利森鋰業(yè)有限公司51%的股份，后者擁有全球最大的鋰輝石礦格林布什，曾為全球供應(yīng)了65%的鋰礦石。

而鋰的爭奪，又絕不只是企業(yè)布局這么簡單而已。作為戰(zhàn)略性資源，鋰的重要性幾乎可以等同于下一個時代的石油。而有關(guān)石油所引發(fā)的各種政治問題，已經(jīng)切身的影響到了我們每一個人...

鋰可能要失勢了？

改變發(fā)生在近段時間，據(jù)《SCIENCE》 報道，有研究人員報告稱，'直接從海水中提取鋰'技術(shù)實現(xiàn)突破，人類未來將有幾乎接近于無窮無盡的鋰資源可供使用。

首爾國立大學(xué)的化學(xué)工程師蔡成宇表示，這一領(lǐng)域'取得了重大進展'。他補充說，這種方法也可能被證明對從廢舊電池中回收鋰是有用的。

據(jù)估計，全世界海洋中含有1800億噸鋰，但它是稀釋的。研究人員設(shè)計了許多過濾器和膜，試圖從海水中選擇性地提取鋰。但這些努力依賴于蒸發(fā)掉大量的水來濃縮鋰，這需要大量的土地和時間，并不經(jīng)濟。

崔和其他研究人員嘗試使用鋰離子電池電極直接從海水和鹽水中提取鋰，而不需要首先將水蒸發(fā)。這些電極由三明治狀的分層材料組成，設(shè)計用來捕捉和保持鋰離子作為電池的電荷。在海水中，施加在鋰抓取電極上的負電壓將鋰離子拉入電極中。但它也吸收了鈉（化學(xué)性質(zhì)與鋰相似），在海水中的含量是鋰的10萬倍左右。如果這兩種元素以相同的速度進入電極，鈉幾乎完全排斥鋰。

為了解決這個問題，斯坦福大學(xué)材料科學(xué)家崔奕領(lǐng)導(dǎo)的研究人員尋找使電極材料更具選擇性的方法。首先，他們在電極上涂上一層薄薄的二氧化鈦作為屏障。因為鋰離子比鈉小，所以它們更容易蠕動穿過并進入電極夾層。

研究人員還改變了他們控制電壓的方式。他們沒有像其他人那樣在電極上施加恒定的負電壓。首先，他們施加了一個負電壓，然后他們短暫地關(guān)閉了它，接下來，他們施加一個正電壓，再次關(guān)閉，然后重復(fù)這個循環(huán)。

崔解釋說，電壓的變化導(dǎo)致鋰離子和鈉離子進入電極，停止，然后在電流逆轉(zhuǎn)時開始向外移動。然而，由于電極材料對鋰的親和力略高于鈉，鋰離子首先進入電極，最后離開。鋰離子就這樣集中在這個循環(huán)中。本月他們以焦耳為單位報告說，經(jīng)過10次這樣的循環(huán)，僅用了幾分鐘，崔和他的同事最終得到了鋰和鈉的1:1比率。

崔的實驗室博士后、芝加哥大學(xué)的材料科學(xué)家劉沖說，這種方法至少使選擇性提高了一倍。

劉說，這一進展仍不太可能便宜到足以與陸地上的鋰礦競爭。然而，她的小組正試圖使用其他類型的鋰離子電池電極來提高選擇性。

崔補充說，這種方法也可能被證明有助于從廢棄電池中回收鋰，使這種金屬獲得第二次使用壽命，并有可能增強電動汽車的優(yōu)勢地位。

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