锂是一种化学元素,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。锂的密度非常小,仅有0.534g/cm,为非气态单质中最小的一个。因为锂原子半径小,故其比起其他的碱金属,压缩性最小,硬度最大,熔点最高。锂作为自然界最活跃的金属之一,具有极高的战略价值,被誉为“工业味精”、“能源金属”、“推动世界前进的金属”。
氢氧化锂是最重要的锂化合物之一,一般指单水氢氧化锂(LiOH·H2O)。单水氢氧化锂为白色易潮解的单晶粉末,当温度高于100℃时,失去结晶水成为无水氢氧化锂(LiOH)。氢氧化锂是一种重要的基础锂盐产品,可以制成锂基润滑脂、也可作为碱性蓄电池的添加剂,在冶金、原子能、化学试剂、航空航天、国防工业等领域均有着重要应用。
过去,我国对于氢氧化锂的主要应用领域是润滑脂领域,而随着新能源汽车的兴起、高镍三元电池的快速发展,推动了我国氢氧化锂行业的发展。目前,氢氧化锂主要用于制备锂离子电池中的正极材料,与碳酸锂相比熔点较低,在低温焙烧时得到的产品质量优于碳酸锂,且在烧结过程中不会有一氧化碳的释放,不会发生氧化还原反应,具有较好的稳定性和一致性。因此,三元材料中高镍NCM和NCA只能使用氢氧化锂进行焙烧。
三元材料与磷酸铁锂和锰酸锂相比,循环寿命长、能量密度高,随着政策对动力电池系统的能量密度的要求越来越高,以及消费者对电动汽车续航能力要求的提高,逐渐成为乘用车的主流选择。国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《<中国制造2025>重点领域技术创新绿皮书——技术路线图(2017)》提出目标:2025年电池单体比能量达到400Wh/kg,系统比能量达到300Wh/kg;2030年电池单体比能量达到500Wh/kg,系统比能量达到350Wh/kg。随着未来电池对能量密度要求越来越高,对应的氢氧化锂需求将快速提升。
同时,碳中和带来的清洁能源需求高增,令储能锂成长空间广阔。在碳中和趋势下,未来能源消费将转向电能,当前我国电力供给虽以火电为主,但在碳中和趋势下将使储能电池需求高速增长。要实现碳中和,不管是储能方面,还是电动汽车方面,都离不开锂电池。氢氧化锂作为锂电池的重要战略材料,受碳中和目标的影响,未来发展前景广阔。