哪种直接提锂技术最接近工业规模?
基于吸附剂的直接提锂技术无疑是工业应用中的领跑者。2024年,美国镁业公司为其犹他州的锂项目选用了国际电池金属公司的吸附剂直接提锂技术,而清洁技术锂业公司也采用相同方法在智利成功启动了试点工厂[4]。原本计划使用自有离子交换工艺的标准锂业公司,转而为其阿肯色州的商业规模设施采用了科赫技术解决方案公司的吸附柱[4]。这些主要生产商的实际决策表明,吸附剂目前被视为最可靠且最具可扩展性的选择。
这一领先地位源于实际考量:吸附树脂可应用于已在其他工业流程中得到验证的模块化塔柱中,从而降低技术风险。然而,该技术并非没有代价。2023年的一项综述指出,包括吸附法在内的直接提锂技术仍面临淡水消耗、化学药剂使用及土地占用等挑战,且并非所有卤水成分都适用于同一种直接提锂技术[7]。因此,尽管吸附法推广速度最快,但它并非万能解决方案。
电化学DLE方法能否在规模化竞争中立足?
电渗析和电容去离子等电化学方法具有极高的锂选择性——这是一大关键优势——但目前尚未达到工业规模。2025年对这些技术的一项综述指出,电渗析可利用离子交换膜实现高锂回收率,但其存在能耗高、膜污染严重以及在富含离子的卤水中效率下降的问题[5]。电容去离子能耗较低,且能良好适应锂浓度的变化,但其可扩展性和长期耐久性仍在试点规模验证中[5]。
最具说服力的选择性数据来自2023年一项关于阳极电解回收废旧电池的研究,该研究实现了96.31%的锂浸出率,同时将铁和磷留在残渣中——锂/铁选择性超过99.9%[1]。如此高的纯度令人瞩目,但该研究针对的是电池废料而非卤水,且仅处于实验室规模。另一项2024年关于废旧电池化学浸出的研究同样显示出高效率和经济效益潜力,但同样仅处于中试而非工业规模[3]。这些论文的共识是:电化学直接提锂(DLE)在技术上令人印象深刻,但在成本与耐久性方面仍需突破,才能与吸附剂在商业规模的卤水提锂中一较高下。
那么,较新的DLE方法呢——它们会是变数吗?
2026年的一项研究报告提出了一种截然不同的方法——吸湿驱动型DLE,该方法有望规避其他技术中存在的诸多能源和水资源问题。该技术利用氯化锂在受控湿度(相对湿度12%-30%)下自然吸收空气中水分的特性,选择性形成富含锂的液体,而其他盐类则保持固态[2]。测试中,锂回收率高达96%,浓度达到97,000 ppm——远超工业级标准——且提取过程仅需数分钟至数小时,而非数月[2]。该工艺无需外部水源、化学品或加热,并可处理固体沉积物(如卤水采矿废渣)。
然而,该方法目前仍处于实验室阶段,仅在合成混合物和实际炉渣样品上进行了测试,尚未应用于连续工业流程。2026年的论文本身将其描述为一种“自发”且“模块化”的概念,但并未报告任何中试规模或连续运行的数据[2]。因此,尽管它是一张有潜力的“王牌”,但其距离工业化规模比吸附剂甚至电化学方法更远。从所有论文中得出的更广泛启示是:没有一种单一的DLE技术能适用于所有来源——卤水成分、能源可用性和当地成本共同决定了最佳选择[8][9]。例如,成熟烃类盆地中的地热卤水可能适合与电渗析技术结合,该技术还能同时生产绿色氢气和淡水作为副产品[7],而镁含量高的盐湖卤水则可能更倾向于使用吸附剂或离子交换技术[6]。
关于这些来源
该回答基于9篇经同行评审的研究构建而成——发表于2022年至2026年间,其中6篇来自2024年或之后,6篇发表于Q1期刊,合计被引用267次——这些研究是从9篇通过质量筛选的文献中选出的最具相关性的成果,而后者又源自一个包含超过5亿篇论文的数据库中所检索到的44篇文献。
本文引用的文献
电化学选择性提锂与废旧磷酸铁锂的再生
对废旧磷酸铁锂进行阳极电解,实现了96.31%的锂浸出率,锂/铁选择性超过99.9%,生成的磷酸铁可再生成新的正极材料,其容量达144.5毫安时/克,并在500次循环后保持92%的容量保持率。
吸湿驱动的自发可持续直接提锂技术。
一种新型吸湿驱动DLE方法,通过控制湿度(12-30%相对湿度),在数分钟至数小时内即可从固体沉积物中实现高达96%的锂回收率,并浓缩至97,000 ppm,且无需外部水源、化学品或加热。
从废旧电池中直接提取锂,实现高效锂回收
一项采用多环芳烃与醚类溶剂的室温化学浸出工艺,可从废旧锂离子电池中提取活性锂;回收的锂用于制备磷酸铁锂正极材料,其性能与商业材料相当,且56安时电池在1200次循环后仍保持约90%的容量。
锂生产商聚焦直接提取技术
行业报告显示,基于吸附剂的直接提锂技术是规模化应用的主流方案。2024年,美国镁业、CleanTech锂业和标准锂业均采用了来自国际电池金属公司及科赫技术解决方案等供应商的吸附剂系统。
电化学直接提锂:电渗析与电容去离子技术综述
对电渗析和电容去离子技术在直接提锂中的应用综述发现,这两种方法具有较高的锂选择性和回收率,但也指出其在能耗、膜污染及规模化方面存在挑战,需要进一步通过中试验证。
直接提锂项目取得进展
2022年的行业报告指出,SQM正在评估多种直接提锂技术(溶剂萃取、吸附、离子交换、膜分离),计划在智利建设据称是全球最大的DLE工厂。报告还提到,DLE的效率可达蒸发池的两倍,但尚未在大规模项目中得到验证。
从地热卤水中直接提取锂:新型石油
对地热卤水中直接锂提取(DLE)技术的综述指出,电渗析是一种清洁、零排放的选择,还能同时生产绿氢和淡水,但也指出了其在淡水消耗、化学试剂使用及卤水化学兼容性方面面临的挑战。
直接提锂:锂生产与资源利用的新范式
对直接提锂技术(包括吸附、离子交换、膜分离、直接碳化、电化学法)的综合评述指出,该技术能够缩短操作时间并提升可持续性,但在成本、环境影响及规模化应用方面仍面临挑战。
当前锂供应短缺与直接锂提取技术的技术经济综述
一项技术经济评估发现,膜分离、离子交换吸附和电化学直接提锂(DLE)方法正处于中试阶段,其可行性取决于卤水成分和能源成本等当地因素;若能在规模化应用中验证这些方法,将有助于实现锂供应链的多元化并降低其风险。
