全球向绿色技术的转型极大地增加了对锂的需求。这种关键矿物储量丰富但分布不均，对于能源储存和运输电气化至关重要。据国际能源署预测，到 2040 年，锂的需求量可能达到 是 2020 年水平的 42 倍。
锂离子电池用于为电动汽车提供动力并存储风能和太阳能等可再生能源。 2023年，电池需求量 突破750吉瓦时，比 2022 年增长 40%。 高能量密度、长循环寿命和高效放电能力，这些电池在储能和电动汽车领域已变得至关重要。
到 2040 年， 超过三分之二 的乘用车将是电动的。锂离子电池对于 网格存储 系统，通过平衡能源输入和输出来确保电网可靠性。
它们的效率和轻量化特性也使其对于智能手机等便携式电子产品至关重要 – 仅在 2022 年， 约 13.9 亿部智能手机主要由锂离子电池供电，销往全球。
然而，供需不匹配，特别是用于制造这些电池的组件的不匹配，给这些呈指数级增长的市场带来了一些挑战。
电动汽车以及锂离子电池的主要市场包括美国、欧洲和中国。印度是其中之一 最大进口商 锂离子电池的现状及锂离子电池市场规模 估计的 2024 年将达到 47.1 亿美元。到 2029 年，预计将达到 131.1 亿美元。
问题在于一个 压倒性的依赖 对中国提炼和生产锂和锂离子电池的批评，这对一些国家的可持续发展目标构成了重大挑战。
锂供应链面临的挑战
锂离子电池的生产依赖于 复杂的全球供应链。 首先，矿业公司提取矿物，并在现场精炼以生产电池级原材料。原材料通常含有锂、钴、锰、镍和石墨。
制造商购买这些原材料并用它们生产正极和负极活性电池材料。 然后，这些活性材料被贸易商购买并出售给生产电池的公司。
电池制造商将电池组装成模块，然后包装并出售给汽车制造商等买家，后者将成品电池安装在电动汽车中。
问题始于主要原材料锂的可用性及其加工和精炼，最后是活性材料的生产。 近 80% 的已知锂矿藏位于四个国家：南美洲 锂三角 阿根廷、玻利维亚和智利以及澳大利亚。 然而，这个市场由中国主导——一个自身储备微薄的国家。
尽管中国的储备不足 7%，但 世界上最大的 锂的进口商、精炼商和消费者。全球 60% 的锂产品和 75% 的锂离子电池是 中国生产。这主要推动了中国电动汽车市场的发展， 占世界总量的60%。
尽管美国、欧洲和印度已经开始生产锂离子电池组，但锂离子电池价值链中最关键的组成部分——正极和负极活性材料——的生产仍然集中在中国。 根据锂离子电池的化学性质，阴极活性材料将占电池的 35-55%，阳极活性材料将占 14-20%。旨在增加锂离子电池供应的国家需要重点关注这些组件的生产。
今天，中国代表 近90% 占全球正极活性材料产能的97%以上，负极活性材料产能的97%以上。剩余的制造能力缺口正在由韩国和日本填补。
人们正在努力将锂离子电池的化学成分归零，以实现更可持续、更具成本效益和更高的能量密度。例如，NMC 电池的阴极活性材料由镍、锰和钴的组合制成。镍 增加能量密度， 锰和钴用于提高热稳定性和安全性。然后是 NCA 电池，或镍钴铝氧化物电池，其中锰被铝取代以提高稳定性。更令人垂涎的电池化学技术之一是钴酸锂。和 其高比能量和长运行时间，它被认为是智能手机、平板电脑、笔记本电脑和相机的理想选择。
然而，电池化学领域的明星是 LFP——磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池具有热稳定性，更安全，循环寿命更长， 特别适合离网太阳能系统 和电动汽车。它们在高温条件下也表现良好，并且由于不存在环境友好性 钴。
如今，磷酸铁锂已从电池制造领域的小份额成长为电池行业的后起之秀。 LFP 电池正在供电 超过 40% 的电动汽车需求 到 2023 年，这一比例将是 2020 年的两倍多。
提高 NMC 和 LFP 锰含量的努力也在进行中。这样做是为了 提高能量密度 磷酸铁锂电池在保持低成本的同时，三元电池在保持高能量密度的同时降低成本。
提高国内生产
提高储能成本效益并减少对锂等关键矿物依赖的替代方案是 钠离子电池。 尽管这些电池仍然需要一些关键矿物质，例如镍和锰，但它们确实减少了对锂的依赖。钠离子电池和磷酸铁锂一样，最初也是在美国和欧洲开发的。
但中国在这方面也处于领先地位——它的 制造能力 据估计，这一数字比世界其他地区的总和高出约十倍。
原材料价格是钠离子电池替代锂电池的重要因素；目前，价格较低，阻碍了投资 推迟扩张计划。
此外，还存在供应链瓶颈，例如制造钠离子电池所需的高质量正极和负极材料。在这些问题得到解决之前，各国将不得不建立本土产能以提高锂离子电池的产量。
一个 很少有公司 印度已经开始了他们的制造项目 政府的支持，还有许多其他人正在计划这样做。然而，这些以及世界各地其他项目的成功将取决于锂离子价值链组件的本地化，例如正极和负极活性材料、隔膜和电解质。
分离器的工作原理是 分离阳极和阴极 防止短路的活性材料；它们还有助于电池的整体工作，包括其热稳定性和安全性。
几个 印度公司 目前正准备为国内及全球锂离子电池供应链生产锂离子正极和负极活性材料以及隔膜。 他们还开发了钠离子和铝基电池活性原材料的生产技术。
此类创新对于印度等国家的能源转型目标至关重要，这些国家目前严重依赖进口电池原材料。
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