2009年1月,切德尔的发现刊登在《自然》杂志上。经过对锂阳极材料的表面处理:在表层上刨开一条条小沟槽,锂离子的运动就可以更快一些,就像为微观世界的电子们修开了一条高速公路,充放电速度提高了36倍!这意味着,锂电池完全有能力提供更多、更强劲的动力。没过多久,美国最大的锂电池生产厂商A123 公司负责人便找到他,从麻省理工获得了这项技术的应用授权。在这个公司的客户名单里,众多汽车巨头的身影赫然在列。2009年4月,另一个发现在《科学》上发表:美国麻省理工学院和韩国科学技术院共同研究,采用一种对人体无害的病毒制造出阳极材料,添加上碳纳米管研制出了大功率、快速充放电的锂电池。这似乎预示着,在汽车工业中锂的黄金时代即将降临。
在过去二十年里,石油和锂,已经在为世界上最重要的两大“移动系统”并肩提供着动力。石油装备了汽车,而锂则装备了从手机、笔记本到数码相机的各种电子产品。把两者结合起来,用电力驱动汽车一直是人类的梦想,但是这需要一种既有强大的功率,又能快速和反覆充电的锂电池,否则就会像“活化石”级的发明——电车一样,一旦头顶的电吸与电线脱节,就会像断了线的风筝一样,瞬间在大街上瘫痪下来。锂作为自然界中最轻的金属,具有相当高的能量密度。在过去十多年里,单体锂离子电池的容量还在以每年约50% 的速度提升。只是,能量越大,需要的充电时间就越长,车主们可忍受不了。而切德尔教授的发现向电动汽车打开了一扇大门。
然而,一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5 克左右的锂材料,而若要驱动一辆纯电动轿车,却需要约50千克,是一块手机电池的1 万倍!如果要驱动公共巴士的话,耗费还会更多。尽管锂电池不像汽油烧一次就没了,但是按照目前的循环充电次数峰值2000 次来算,每隔5 年也需更换一批。如此算来,电动汽车如果开始大批量商用,在不远的将来,对碳酸锂的需求仍将达百万甚至上千万吨级。上哪里去找这么多的锂?
锂在自然界有两种主要来源:一种是矿石,一种是盐湖。最早发现的是矿石。锂和硅、铝、氧等元素化合形成矿石,看起来和普通的岩石没什么区别,被称作锂辉石、锂云母、透锂长石等。1817年,瑞典人阿尔费德松就是在一座岛屿上的透锂长石里首先发现了锂元素。这之后,古老的矿石提锂法运行了长达一百多年之久。直到20 世纪50 年代,人们才发现,矿石中的锂不过占可开采总量的区区1/5,更多的锂藏身于内陆盐湖之中。据美国地质调查局(USGS)公布的报告,锂的全球总储量约为 1100万吨,其中有一半在玻利维亚的盐湖里。
乌尤尼盐湖里的锂其实来源于大海。2千多万年前,当安第斯山脉从大海里升起时,形成了许多装满海水的湖泊。在干燥炎热的安第斯山脉中,水慢慢蒸发掉了,各种无机盐便从湖水中结晶出来,里面就包括锂盐。当地人把盐挖出来堆成小盐丘来曝晒干燥,或者用斧头劈成数十厘米到1 米的盐块,再送往附近的精制厂加工。
移动数码时代的到来加速了盐湖中锂的开发。1997年,南美两个大盐湖矿相继投产。到 2003 年,世界上90% 的锂都改为从盐湖卤水中提取。这时的开采还仅仅为了小块的手机电池,盐湖的动静还不大。但是当锂在汽车工业的钱景展现出来的时候,情况就不同了。据纽约时报报道,继日本人之后,欧美的一些汽车厂商也在开始秘密和玻利维亚谈判。证券投资家们也开始设想,南美高原会变成下一个中东,玻利维亚这个南美最贫穷的国家,将会像沙特阿拉伯那样因为能源一夜暴富。