资源储量丰富+成本低 镁离子电池能否替代锂电池?

碳酸锂价格延续高位震荡。

11月17日,生意社数据显示,产业级碳酸锂国内夹杂均价为58.7万元/吨,电池级碳酸锂国内夹杂均价为60.4万元/吨,碳酸锂整体连结稳中偏强。生意社方面分析称,今朝锂电产业链的电池厂相关企业多处于求过于供的状态。

锂资源供给严重和锂价暴增也让业内起头思考其他动力电池线路,如钠离子电池、镁离子电池等。宁德时代董事长助理孟祥峰日前公开暗示,通过钠离子电池产业化解决部分锂资源供给严重和锂价暴增问题。光大证券分析称钠离子电池产业化进程有望加速,增量空间未来可期。

与此同时,镁离子电池也闯入业内视野,资源储量丰富且本钱低的镁离子电池能否取代锂电池?

2022年两会时代,中国工程院院士潘复活曾暗示,镁离子电池的储能性优于锂电池。他以为在储能范畴,相对于锂而言,镁基储能材料存在资源储量丰富、本钱低、平安性能高档上风,在新一代储能材料方面极具潜力,同时还是环保且高能量密度的电池材料。一旦未来行业技术突破,将成为电池产业的倾覆性革命,市场空间可达万亿元以上。

不外,多位业内助士告诉新京报贝壳财经记者,镁离子电池想要从科研走向产业还需要克服更多障碍。

我国镁产量丰富,且镁离子电池加倍平安

锂属于稀有金属,在地壳中的含量约为0.0065%。全球锂资源约为3950万吨,而具有商业开采价值的锂储备量则仅为1351.9万吨,业内以为若锂电池需求量延续爆发式增长,锂的价格或仍处于高位。

镁属于地球上储量最丰富的轻金属之一,在地壳中的含量约为2%。中国有色金属产业协会数据显示,中国事世界上镁矿资源最丰富的国家,总储量及产量均为世界第一;2021年我国原镁产量94.88万吨,产量约占全球总产量的83%,我国已持续20余年景为全球最大的原镁供给国。

兴储世纪总裁助理刘继茂暗示,相较于锂电池,镁电池本钱更低,而且国内镁矿储备丰富,根基无需斟酌资源问题。

据记者领会,镁离子电池跟锂离子电池一样,由正极、负极和电解质组成;原则上,镁离子电池的功能与今朝的锂离子电池很是相似。镁离子在正极与负极之间移动,使电子绕着外部电路快速移动,提供电力;其中正极由镁金属制成,负极则是由金属氧化物材料制成。

从镁离子电池的平安性来看,一方面是镁不如锂活跃易于加工操纵,镁表露在空气也比锂平安;同时锂电池在充放电的进程中被还原成锂金属状态,在负极概况形成枝晶,使得电解液界面与电极之间不稳定,更加严重的情况则是会致使电池内部的隔膜被锂枝晶刺破,从而使得电池内部短接,引发电池的燃烧和爆炸,相对而言,镁离子电池在充放电进程中没有类似锂电池的枝晶生长的问题。

另一方面锂的熔点约为180摄氏度,而镁的熔点约为651摄氏度,因而更加平安,与锂离子电池相比其充电量和放电电压更高。从本钱方面来看,由于镁资源丰富,镁的本钱远低于锂的本钱;从能量密度方面来看,镁离子以2价正离子(Mg2+)的形态存在,理论上假如两块电池别离使用了同等密度含量的镁离子和锂离子,使用镁离子作为传递电子介质的电池能量存储密度将是锂电池的两倍。在环保方面上,2015年之后镁在冶炼、制造、应用及回收进程中,污染排放都小于铝合金。

中国工程院院士潘复活日前在中国国际储能大会上暗示,镁既是高效、平安的储氢材料,也是环保高密度的平安电池材料,他进一步暗示,日本电池行业以为,镁电池可能成为锂电池的倾覆者。

上风明显为何迟迟没有商用?

实在镁离子电池早在2000年就已问世,但产业化进展缓慢,尚难以商用。

原因在于镁离子电池上风突出,但劣势也同样明显。一方面,从今朝研究来看,镁离子电池虽然能量密度高,但其理论比容量却比锂离子电池低了近60%,难以应用在新能源汽车上。另一方面,电极材料选择受限,业内普遍以为现阶段制约镁离子电池快速发展的重要原因就是电极材料,由于镁离子具有电荷密度大、极化作用强、体积小等特点,难以插入到基质中形成嵌入式化合物,致使正负极材料的选择受到较大限制。

刘继茂暗示,镁离子电池低本钱的背后是镁电池的低平安性;镁电池存在“电压滞后”的特性,极易发生腐蚀反应,其次镁电池贮存性能差,因此不宜持久间歇放电使用。镁金属能否在高电流密度条件下连结无枝晶生长,业界也存在一定争议。

此外,镁离子电池电压相对较小,在充放电进程中电池容量轻易出现砍半的情况;虽然今朝有相关研究团队正在研究镁离子容量放缓下降,但仍处于实验室阶段。真锂研究首席分析师墨柯暗示,镁离子电池在技术和材料上仍有相当多障碍有待克服,今朝还没有找到比力合适的电极材料,谈不上大范围应用,他以为斟酌到一项新技术从实验室研制到量产再到大范围应用的进程,这些替换技术可能需要期待二三十年才能发展成熟。

汽车行业专家、黄河科技学院客座教授张翔暗示,今朝镁离子电池技术发展相对缓慢,短期内难以成为锂离子电池的替换品。

更合适储能要求,但尚未走出实验室

刘继茂以为,储能电站更垂青电池的寿命、平安性和使用本钱,相比之下,镁电池与钠电池在使用寿命上加倍出色,更合适储能要求。张翔暗示,由于车用电池标准更高,镁离子电池更适合储能范畴,但今朝镁离子电池想要大范围量产,仍有很多痛点问题要解决,需要连结产物质量的延续稳定性。

镁金属行业远景广漠,不外今朝仍处于产业化早期探索阶段。Wind数据显示,A股市场上具有镁金属相关业务的公司唯一15家。云海金属在答复投资者提问时暗示,会积极关注及介入镁的新应用范畴,包括镁储氢、镁电池的研发及产业化。但北京利尔、濮耐股份、盐湖股份等暗示暂未涉及镁电池范畴。

聪明芽创新研究中心研究员黄静雯暗示,镁电池还没完全走出实验室,产业化应用也处在早期探索阶段。刘继茂也以为,镁离子电池这类“黑科技”更是停留在研究机构层面,想跳出科研走向产业,还需要较长一段时间,反而钠离子电池有突围的可能性。张翔也以为今朝研究镁离子电池的企业数量较少,间隔产业化比力远。

潘复活曾在两会时代建议,尽快从国家层面设立专项,加大力度支持研究开辟、平台扶植、产业化示范和工程化应用,特别是加大对镁基储能材料与产物范畴的支持力度。

新京报贝壳财经记者 王琳琳

编辑 徐超

校对 付春愔

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