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阿贡对锂材料进行生命周期分析 推动可持续性锂生产

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58京牌 ,阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的研究人员对电池级碳酸锂(Li2CO3)和单水氢氧化锂(LiOH•H2O)进行生命周期分析(LCA)。这些物质产自智利卤水矿(Salar de Atacama)和澳大利亚的锂辉石矿。同时,该团队对电池正极材料和完整的汽车动力电池进行生命周期分析,以观察锂生产途径对终端产品的影响。

(图片来源:阿贡实验室)

该分析包括与获取锂有关的材料、水和能量流动;以及锂浓度、锂化学品生产、电池正极粉末和电池;还有供应链内相关的运输活动。

研究人员发现,基于电池正极材料,就NMC 811正极温室气体(GHG)和NMC 622正极温室气体而言,不同锂源产生的差异分别高达20%和45%。对于完整的电池而言,NMC811电池表现出的差异高达9%,NMC622电池则高达20%。

与矿石基资源生产的Li2CO3相比,以卤水基资源生产的Li2CO3,每吨的生命周期温室气体排放和淡水消耗都更少。用卤水基锂生产的LiOH·H2O,其生命周期温室气体排放量和每吨LiOH·H2O的淡水消耗量,也比产自矿石基资源的LiOH·H2O少。

结果显示,在不同资源配置方式下,浓缩锂卤水及其终端产品在很多方面存在明显差异,如能源消耗、温室气体排放、二氧化硫排放和耗水量等。阿贡生命周期分析师Jarod Kelly表示:“本研究为当前实践建立了基线,并向我们展示了有待改进的潜在领域。通过深入研究,有可能利用这些信息开发出以最可持续方式生产锂的最佳做法。”

阿贡大学系统评估中心主任Michael Wang表示,该分析还将有助于解决全球交通趋势的一个首要问题。“电气化通常是为了追求环境可持续性。我们需要更多地了解锂电池生产,才能说我们真正走上了一条可持续的道路。这项研究为电动出行价值链提供了重要的见解。”

在正式分析时,研究人员使用了阿贡的开源建模工具GREET,以及智利化学矿业公司(SQM)的详细数据和技术见解。除了在智利提取的卤水锂,研究人员还对从西澳大利亚锂辉石矿中提取的矿石基锂进行建模,以强化其数据。

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