中國鋰電池的命，四川人説了算_風聞

大家都知道，新能源車今年賣爆了。

今年1-10月份，中國新能源汽車產銷量雙雙突破500萬輛，分別完成548.5萬輛和528.0萬輛，同比均增長1.1倍，銷量佔全球的60%以上。

前10個月，中國新能源汽車出口49.9萬輛，同比增長96.7%。

但是與此同時，中國電動車最重要的原材料——鋰，卻無法擺脱進口依賴，鋰原料對外依存度約為65%。

一些海外勢力已經盯上了中國的這塊軟肋。

最近1個月內先後發生了兩件事：

南美的阿根廷、玻利維亞和智利三國正在起草一份文件，要聯合成立一個鋰業的“歐佩克”，在鋰礦價格波動時達成“價格協議”，像歐佩克一樣掌控鋰礦的定價權。這三個國家掌握着全球近六成的鋰礦資源。

有分析認為，如果這三國能搞成“鋰佩克”，那麼未來這一組織還有可能吸納鋰礦石生產大國澳大利亞加入。

另外，加拿大工業部以所謂的國家安全為由，要求三家中國公司剝離他們在加拿大的關鍵礦產公司的投資。另外美國、加拿大、澳大利亞還建立了“礦產安全夥伴關係”，要加強盟友之間的資源合作。

思哲研究所高級研究員王英良指出，全球正在興起一波資源民族主義浪潮。

伴隨着國內電動車市場的供銷兩旺，鋰資源價格水漲船高，國內下游企業不斷承壓，目前電池成本已經佔到新能源車總成本的40%~60%。而中國鋰資源儲量只佔全球1.1億噸的7%，為795萬噸，未來存在較大缺口。

上個月我們寫鈉電池文章的時候，電池級碳酸鋰價格還在50萬元/噸左右，現在就已經達到了60萬元/噸的水平。

對於尚未擺脱石油進口依賴的中國來説，鋰這個“白色石油”的稱號越來越名副其實了。

面對這樣的局面，中國是不是隻能坐以待斃？

很顯然，我們需要盡最大努力開發國內的鋰資源。

但是奈何老天爺不賞飯吃，中國目前的鋰資源儲量遠遠滿足不了中國新能源汽車和儲能行業高速發展的態勢。

是不是這樣下去，我們就只能束手就擒了呢？所謂的能源轉型，是不是從一種依賴變成了另一種依賴？

我認為答案是否定的，或者至少可以説，沒有那麼悲觀。

因為有一羣中國人，他們幾十年如一日，從來就沒有放棄過對國內鋰資源的探索和開發。

在四川，他們找到了中國新的希望。

他們有一個共同的名字：中國鹽湖人（鹽湖科技工作者）。

不過在這個故事的一開始，他們沒想去找“鋰”，他們找的也根本不是鋰。

01

1951年春天，蘭州大學化學系主任戈福祥教授花了兩個小時，提筆寫下了他人生中最重要的一封信。

這封信沒有寄給某個人，而是直接寄到了中華人民共和國政務院（那時還沒成立國務院）。

他建議中央重視西北地區的鹽湖資源，因為裏面有鉀元素，製成化肥以後，農作物產量可以成倍增加。

我們知道化肥主要包含氮磷鉀三種重要元素，在當時中國已經能夠生產氮肥和磷肥，只有鉀肥因為缺乏原料，生產不了。

這封信一路遞到了時任政務院政務委員、財政經濟委員會副主任李富春的辦公桌上。不久以後，在周恩來總理主持的政務院工作會議上，他拿出了這封戈教授的來信。

從此，鹽湖調查和開發利用工作被提到了國家的議事日程上，直接促成了1957年中國科學院鹽湖科學調查隊的成立。

擔任這個調查隊隊長的是柳大綱，中國鹽湖化學的奠基人。

1957年國慶節前，一隊敞篷卡車穿過彩旗飄揚的街道，駛向柴達木盆地，開啓了新中國成立以來最大規模的鹽湖科學調查行動。

當時隊裏很多都是二十幾歲的年輕人，其中就包括剛剛從大學畢業的鄭綿平。

到了柴達木一看，有房子，但是沒有門窗。大家只能用石頭把門堵住，然後在行軍牀上簡單安頓下來。

一天清晨，鄭綿平出門散步，碰到了柳大綱，二人邊走邊聊。

駐地附近連路都沒有，就是把鹽巴壓實，潑上水就是馬路。

鄭綿平注意到路邊每隔20米就有一個淺坑，被陽光一照，亮晶晶的閃着光。

鄭綿平蹲下身來，發現淺坑四壁有蠶豆大小的斜方錐晶體，晶瑩透明。

他摳下幾顆用舌頭一舔：“老師，辣的！”

因為鹽巴是鹹的，辣的鹽要麼是鎂，要麼是鉀。

他趕緊把晶體遞給柳大綱，很快鑑定為一種鉀鹽礦物——光鹵石。

柳大綱立即部署察爾汗湖的坑探和鑽探工作。發現很多地方都有光鹵石的沉積物，一個個像土豆一樣大。

經過調查，他們估算出全湖滷水的氯化鉀資源量為1.508億噸。

為了證明這裏的鉀鹽具備開採價值，他們土法上馬，自創了一套鉀鹽提取辦法，用光鹵石加上淡水分解生產出了氯化鉀。

雖然一開始只有10公斤，但含鉀量達到50%，達到工業鉀肥的標準，隨後在1958年產出鉀肥950噸。

在柳大綱等人調查察爾汗鹽湖之前，外國專家曾經斷言中國沒有鉀資源，即便有也很貧乏，中國永遠不可能生產出鉀肥。但是中國人把它找了出來。

直至今日，察爾汗湖的鉀鹽工業體系依舊是中國最大的鉀鹽生產基地。察爾汗湖羣還是中國最大的可溶性鉀鹽礦牀，實現500萬噸鉀肥年產量，出產了全國一半以上的鉀肥，穩居中國第一，世界第四。青海鹽湖工業股份有限公司（鹽湖股份）也因此發展壯大。

幾十年來，每一箇中國人能吃飽肚子，都要感謝這個基地做出的貢獻。

1960年，在北戴河召開了全國第一次鹽湖鹽礦學術會議，柳大綱做了幾個小時的報告，首次指出中國鹽湖具有“多、大、富、全”四個特點。

從1951到1957年，中國科學家發現面積在1平方公里以上的鹽湖至少有1000多個，主要分佈在青海、新疆、內蒙古和西藏。

這些鹽湖的成因並不複雜，很多地勢像盆一樣的地方，只有進水處，沒有出水口，雨水沖刷，把石頭裏的礦物質帶到水裏，捲入湖中，暴曬水分蒸發，礦物質無處可去，飽和析出，凝結成鹽，水成了滷水，湖成了鹽湖，成了人類社會天然的聚寶盆。

柳大綱在《光明日報》上發表文章説：“鉀鹽如光鹵石氯化鉀是生產農業肥料與製取其他鉀的鹽類材料。硼是許多工業新技術材料必需的，鋰是原子能工業必需的，鎂是輕金屬及其合金的重要組成……這些鹽類在國民經濟、國防及人民生活中具有重大的意義。

在元素週期表當中，有60多種元素都可以在鹽湖中找到。

當時鋰離子電池還沒有像今天一樣在數碼產品中得到大規模的商業化應用，但是鋰產品廣泛應用在玻璃、陶瓷、核工業、鋰潤滑脂、藥物和聚合物、鋼鐵工業塑造熔劑、原鋁及鋁鋰合金、光學材料和功能材料等生產領域。

正是在柳大綱等人的深入研究基礎上，國家科學技術委員會採納了他的建議，在1963年成立了鹽湖專業組，由柳大綱組織制訂了《中國鹽湖科技發展十年規劃》。

在這一規劃中，他提出在三大鹽湖建立三個工廠的設想，除了10萬噸鉀肥工廠，250萬噸食鹽工廠，第三大工廠就是要在大柴旦鹽湖建立生產鋰鹽和硼酸的示範車間。

也是在他的提議下，中國成立了一個重要的鹽湖科學機構——中國科學院青海鹽湖研究所。組織上計劃由61歲的柳大綱親自擔任所長。

青海鹽湖所的工作環境十分艱苦。因為有高原反應，年屆六旬的柳大綱經常睡不着覺，平躺着難受，他就斜靠在牀上休息幾個小時，白天繼續在野外工作。

湖裏的滷水不能喝，從外界運一趟水要1個月，所以所有人都節約用水，經常幾個月不洗臉，不刷牙，不刷碗。生活用煤有時要步行從20公里外用肩膀扛回來。一羣體面的知識分子，髒得像乞丐一樣。

濺在衣服上的滷水幹了以後，硬巴巴的像糊了一張幹牛皮，時間長了，褲子就從膝蓋處折斷了。

當時他已經是中科院化學所的所長，而且身體情況也不是很好，還在蘇聯專家撤走以後承擔了核燃料處理工藝的研究問題，領導擔心他的擔子太重。

但他説：“如果組織信任我，我願意竭盡全力。”

在他的帶領下，中國在60年代提出了我國第一個直接提取鋰鹽的工藝流程，生產能力達到年產400噸。

直到今天，中國的鹽湖事業，其中也包括中國鋰鹽原料工業的發展，都是在柳大綱這代人開拓的道路上不斷進發的。

02

柳大綱和他的團隊深知鹽湖資源有多豐富，還有很多寶貴的元素等待被“喚醒”。

鋰在自然界以兩種主要形式存在，一種是固體的礦石，另一種就在鹽湖的滷水中。過去人們找鋰，第一反應是找礦石，但是進入20世紀下半葉，人們發現，礦石中藴藏的鋰只佔可開採總量的1/5，更多的鋰都藏在內陸的鹽湖和地下滷水當中。

在1958年鄭綿平主筆的《柴達木鹽湖科學調查報告》種，他就估算了察爾汗鹽湖氯化鋰的資源量約300萬噸，迄今它還是中國最大的鋰鹽湖資源基地。

從20世紀60年代末到90年代末，中國一大批鹽湖科學家前赴後繼地擴大鹽湖提鋰的科學實驗規模，但是始終沒有從實驗室走向大規模工廠。

這其中一大障礙就在於提鋰難度太大，投入成本大於市場銷售價值，尤其是鎂和鋰，性質相近，難以分離，有人形容它們是“連體嬰兒”。

海外國家的鹽湖中，鎂和鋰的比值可以低到6:1，比較容易提取，但中國的鹽湖當中，鎂鋰比值最少也在40:1。

國外的鹽湖如果鎂鋰比達到8:1，就不開發了，但柴達木的鎂鋰比幾十、上百比1，最高有1500:1的。

高鎂鋰比鹽湖的鎂鋰分離是一道世紀性難題。

20世紀80年代，鄭綿平兩次率隊到青藏高原的扎布耶鹽湖考察，在湖中的爛泥巴里發現了很細的東西，只有零點幾毫米。拿到顯微鏡下，發現這種細小的針狀物質正是天然的碳酸鋰。

隨後鄭綿平將其取名為“扎布耶石”，並決定在這裏建立世界上海拔最高的鹽湖科學實驗站。

1982年在扎布耶湖進行現場鹽礦鑑定（左一 鄭綿平)

在扎布耶湖工作的時候，夜裏風浪很大，鄭綿平堅持要把一個觀測點的數據測完，但是狂風大作，設備儀器、橡皮船都壞了。

一羣科研人員被困在湖裏，上不了岸。他們只能待在一個鹽堆堆上面，把橡皮船摞起來。

因為長時間浸泡，幾個人下半身都濕透了。零下五六度，西北風呼呼地吹。鄭綿平説大家不要睡覺，“弄不好就被凍死了”，就這樣熬到了天亮，等風平浪靜再划船上岸。上岸以後兩腿已經不聽使喚，只能讓別人攙着往前挪動。

好不容易找到了鋰資源，但是怎麼提取鋰又變得困難重重。

碳酸鋰的特點是熱了就沉澱，冷了就溶解。但是當地沒有煤，沒辦法持續加熱。

在他之前，科學家們曾嘗試過十幾種不同的滷水提鋰方法，包括沉澱法、碳法、離子交換法等等，但效果都不理想。

他們想在當地支一個保温蓄熱的塑料大棚，結果風一吹就颳得東倒西歪。

他們又想利用太陽能，支一個大鍋蓋當反射鏡給滷水加熱，結果風一來又把鍋掀翻了。

最後，鄭綿平想了個主意。

他發現下雨的時候，鹽湖上層是涼的，但湖底下是熱的。

淡水和滷水之間有個過渡層，温度能集中到湖底下。

他們就利用這個“太陽池”的原理，想辦法提取資源。往上層添淡水，從底部進滷水，能阻止熱量向上擴散，把熱量蓄積在底部，讓碳酸鋰在熱水中沉澱出來。

如果能達到50攝氏度，70%~90%的碳酸鋰都能生產出來。

這就是他根據西藏地區的特點，發明的“鹽梯度太陽池提鋰法”。

這種方法不需要加入化學藥劑，也不用冶煉，就能對鋰進行提取，而且成本很低。扎布耶石也幾乎成了業界公認的“最好的鋰原料”。

在這裏，鄭綿平團隊摸索出了一整套開發、提取鋰鹽的成熟工藝。

2004年，西藏扎布耶鋰資源開發產業化示範工程建成投產，海拔4600米，設計年產5000噸，可以持續生產100年以上。

中國第一次實現了鹽湖提鋰的工業化生產，打破了鋰產品被南美壟斷的格局。有人估計扎布耶鹽湖的潛在經濟價值超過1500億元。

現在扎布耶鹽湖是全球已開發的三大百萬噸級鋰資源鹽湖之一，鋰的品位位居世界第二。

但是碳酸鋰沉澱後呈片狀、層狀，產量較低。

鄭綿平團隊發現池水沉澱裏有些草，草根里長出了像珊瑚一樣的白色柱狀結晶。

他們受到了“仿生學”的啓發，設計了一種工具，像散開的紙條毽子一樣，做成鋼絲束架起來，碳酸鋰就會往上面跑。這一項小發明就提高了25%的產量。

但是比起這樣的優化，更關鍵的問題是：怎麼在中華大地上發現更多的鋰資源？

03

面對國內新能源汽車市場的快速發展，中國的科學家從來沒有停下尋找鋰資源的腳步。

在新時代，中國人一些找“鋰”的故事，依然是從找“鉀”開始的。

從上世紀70年代開始，四川省找鉀找了40多年，但是過去幾十年都沒有太多進展。

比如在四川省達州市宣漢縣，人們從80年代就發現了鉀，但是受限於設備、技術和找鉀的思路，一直沒找到大規模的鉀鹽礦。

鄭綿平也很納悶：“四川是個聚寶盆，按説這個地方鹽這麼厚，應該是有啊，怎麼會沒有呢？”於是他帶着問題來到了宣漢。

2014年，在鄭綿平院士的指導下，四川省地礦局405地質隊組織精幹力量投入鉀鹽勘察，一年後就取得了顯著的找礦效果，還把化驗分析中的另一個高異常元素——鋰一起納入了主要勘察對象。

經過探測發現，宣漢縣鋰鉀資源品位高、品質好，便於大規模開發利用。

當地政府官員説：“院士團隊進來以後，把整個資源情況弄得清清楚楚。”

經過鄭院士項目組測算，當地核心區內富鋰鉀滷水8.23億立方米，擴展範圍內達到20.92億立方米。

更重要的是，這裏的滷水鎂鋰比只有4:1~6:1的水平，方便資源提取。

宣漢的富鉀資源除了滷水以外，有一種新型的“雜滷石”。

宣漢滷水礦巖芯

看一眼它的化學式你就知道有多複雜了：

K2SO·4MgSO4·2CaSO4·2H2O

面對雜滷石這種新型資源，我們沒有現成的國際經驗可以參考，只能靠自己。

但“天助我也”的優勢在於，這種固體鹽資源是可溶於水的，利用淡水就能溶解。它比光鹵石難溶，但可以慢慢溶。

有多少呢？100多億噸。

鄭綿平説：“這樣中國的問題基本就解決了。”

但是為什麼現在還不能完全搞定呢？因為它非常緻密，層層疊疊，在地下兩三千米到四五千米的深度，不好開採。

但是隨着中國開採技術的進步，大規模開採雜滷石未來可期。

鄭綿平説，川東北達州市宣漢縣普光地區可以形成我國第一個億噸級以上的大型海相鉀鹽資源基地。

2022年4月，在《宣漢縣人民政府關於市政協五屆一次會議第046號提案協辦意見的函》中，宣漢縣方面指出，預測當地富鋰鉀滷水約21億方，含氯化鋰240萬噸。

當地政府和企業已經着手開展鋰鉀資源綜合開發，已招引入駐贛鋒鋰業、正威國際集團、恆成集團等3家企業。

恆成能源公司富鋰鉀滷水提取生產基地

江西贛鋒鋰業股份有限公司計劃投資100億元，實施退役電池回收綜合利用項目、年產5萬噸滷水提鋰項目，建成後可實現年產值130億元、年利潤40億元、年創税10億元。

宣漢縣委副書記、縣長馮永剛指出，估算富鋰鉀滷水價值7000億以上，新型雜滷石硫酸鉀價值2萬億以上，加上其他伴生資源，潛在經濟價值巨大。

宣漢鋰鉀資源的開發過程告訴我們，未來的中國面對電動車動力電池市場的大爆發，可能需要我們用創新的科學方法、用創新的開採和生產手段去獲取關鍵性的礦產資源。

我們不能僅僅依賴過去對資源的認識，去挖掘未來中國可以利用的礦產。

它們是沉睡在中國960萬平方公里土地上的寶藏，它們等待着更多個柳大綱、鄭綿平去發現它。

當鄭院士回顧自己“找礦”的一生，他説：“雖然有很多艱苦的地方，但是還是很值得。”

他堅持要把文章寫在祖國的大地上，把科研和國家需要結合起來，為百姓創造效益，才是科研的使命。

因為常年在外科考，鄭綿平先後患上了前列腺炎、皮膚病、髕骨老化、腰肌勞損等多種疾病。

但直到2020年，86歲高齡的他還在野外奔走考察。

他説：“我是國家培養的，是用國家助學金唸完的大學，所以回報永遠都回報不完。”

時至今日，鄭院士還在強調，中國要加大鹽湖人才引進和培養的投入力度，要讓人才引得進、留得下、幹得好。

根據鄭院士的預測，按照我們現在的家底來計算，到2030年，中國可以生產55~65萬噸碳酸鋰，大約是2021年產量的2倍，其中鹽湖提鋰佔到30~40萬噸。這樣中國就有希望實現50%以上的需求自給。

鄭院士説：“未來隨着電動汽車的崛起，那麼誰對全球鋰資源擁有主導權，誰就擁有下一個‘中東’。我們有信心、有能力，能夠為我們國家的資源安全守好安全底線。”

尾聲

20世紀80年代，已經是中國科學院化學研究所名譽所長的柳大綱，一家人還住在破舊的小房子裏。家裏到處都是書，過道里走路都困難。

組織上多次要給他換大房子，他不換，説是上班近，搬得遠了要車接送會耗費國家的汽油。

結果有一次趁他去外地出差，單位特地安排了人，把他家從小房子裏搬了出來。他回家發現以後還很不開心。

最後重病住院期間，他囑咐家人和醫生，不要在他身上多花錢了，要為國家多省一點錢。

每一次學生和同事在他指導下完成了論文和專著，希望能把他的名字一起署上，都被他婉言謝絕。

他的一位親戚去插隊時穿了他在青海穿過的老羊皮工作服，柳大綱知道以後給親戚買了新衣服，把工作服換了回來，家裏人不理解。

他説：這是青海的勞保用品，是單位發的，不能隨便穿，只有去鹽湖工作的時候才能穿。

柳大綱的孫子上中學的時候，看到爺爺伏案寫作的書桌上，玻璃板下面壓了一張紙，上面寫了一行字。

小孫子問爺爺為什麼要寫這麼一句話，讓自己天天看到。

柳大綱説：“人不能老想着為自己謀好處，記住，那是一件可恥的事情。”

紙條上寫的是一句陸游的詩：

一生常恥為身謀。

他是這麼説的，也是這麼做的。

在全球能源轉型和碳中和共識加速推進的今天，我想把這句話送給智利，送給阿根廷，送給玻利維亞，送給加拿大，送給澳大利亞。

歐佩克是舊化石能源時代的產物，誰要在碳中和時代搞鋰佩克，誰將是全人類的恥辱。

參考文獻

董立勃：《“創新報國70年”大型報告文學叢書：喚醒沉睡的鹽湖》

我是科學人：《從風華正茂的開創者到年逾八旬的拓荒人，他用60年投身鹽湖鑄傳奇》

央視財經：《中國經濟大講堂：電動中國 “鋰”從何來？》

科學大院：《柳大綱院士：立身砥行“拓荒”鹽湖事業 | 科學的春天四十年》

柳懷祖，朱敏慧：《一生常恥為身謀——憶父親柳大綱》

武海煒：《鄭綿平——高原盛放格桑花》

孔祥宇：《“老高原”的鹽湖情：鄭綿平院士資料採集感悟》

自然資源部：《院士鄭綿平：畢生探求盡在鹽湖》

四川在線：《鄭綿平：推動宣漢建設我國首個億噸級以上海相鉀鹽資源基地》

四川省地礦局四0五地質隊：《八年耕耘 富鉀有鋰》

粉體人：《中國鹽湖科學奠基人和開拓者——鄭綿平院士》

金角財經：《鋰業壟斷聯盟成立，圍獵中國新能源？》