铂族金属是下一代锂离子电池的先锋

汽车行业电动汽车 (EV) 市场份额的上升推动了对锂离子电池所用金属的需求。

然而，目前的锂离子电池技术在功率和重量之间存在权衡，电动汽车制造商寻求最大化电池的能量密度，同时最小化其重量。

目前正在大力开发基于锂硫和锂空气化学的电池，与传统的锂离子电池相比，这些电池具有显着提高能量重量比的潜力。  

在这项工作的最前沿工作的是 Lion Battery Technologies Inc.，该公司正在寻求快速开发使用铂和钯来提高电池性能的下一代锂离子电池技术。

该公司于 2019 年由 Platinum Group metals (TSX: PTM; NYSE: PLG) 与 全球领先的铂族金属 (PGM) 生产商之一英美铂业 (US-OTC: ANGPY) 合作成立。这两家铂族金属矿商现在正在引领利用铂族金属将下一代锂离子电池技术商业化的努力。

目前，约 84% 的钯金和 35% 的铂金需求来自汽油动力汽车的催化转化器。Platinum Group 总裁兼首席执行官 Frank Hallam 表示，从内燃机驱动的汽车转向使用 PGM 的电池驱动的电动汽车“将为这些金属提供替代需求来源”。

“钯和铂是显着的金属，它们可以促进化学反应，但不参与化学反应，并提供显着提高锂离子电池性能的潜力，”他说。

2019 年 7 月，Lion 与佛罗里达国际大学 (FIU) 签署了一项协议，以推进利用铂和钯释放下一代锂空气和锂硫电池技术潜力的研究。Lion 拥有 FIU 根据本协议开发的知识产权的专有权利。 

领导该技术开发研究团队的 Bilal El-Zahab 表示，基于这些化学物质的电池比传统的锂离子电池具有更高的能量密度。“它们的性能比目前市场上或开发中性能最好的锂离子电池高出七倍。” 

根据 FIU 工程与计算学院机械与材料工程副教授 El-Zahab 的说法，锂空气和锂硫电池“生产成本更低，还可以显着增加当前锂电池的续航里程和性能。离子电池。”

他说，在这些电池的阴极中使用钯和铂催化剂可以显着提高电池的充电速率能力。“它们还允许电池利用更多的理论可用能量，同时防止电池容量快速衰减并提高其效率、可靠性和安全性。”

他补充说，这种电池还提供了比当前电池化学物质所能达到的高出三到七倍的能量重量比的潜力。目前，锂硫电池的能量密度可高达每公斤 750 瓦时 (Wh/kg)，而特斯拉汽车中使用的电池则为 247 Wh/kg。

去年 7 月，Lion 的电池技术获得了第三项美国专利。该专利（“提高稳定性的电池阴极”）授予 FIU，涵盖了在阴极（主要是锂硫电池）中使用的碳材料中使用 PGM 催化剂的制备方法。

最近还提交了另一项涉及 PGM 在当前锂离子化学中的特定应用的专利申请。El-Zahab 表示，该专利所涵盖的技术可以延长锂金属阳极的使用寿命，并通过消除阳极中对石墨的需求而进一步减轻重量。

“我们目前处于初步研究的最后阶段，正在从实验室规模过渡到生产商业原型。这对我们来说是一个非常激动人心的时刻。”  

除了对 Lion 的投资外，Platinum Group 还在推进位于南非 Bushveld 火成岩复合体北缘的 Waterberg PGM 项目，该项目位于莫科帕内以北约 85 公里，约翰内斯堡东北约 330 公里处。该项目有可能成为全球最大、成本最低的地下铂族金属矿之一。

Waterberg 是 Platinum Group (37.05%)、南非主要 Impala Platinum Holdings (15%)、Japan Oil, Gas and metals National Corp. (12.95%)、日本贸易公司 Hanwa (9.75%)、和黑人经济赋权合作伙伴 Mnombo Wethu Consultants (26%)。考虑到白金集团在 Mnombo 的 49.9% 所有权，它在该项目中拥有 50.02% 的有效权益。

哈勒姆说，占地 292 平方公里的 Waterberg 采矿权有几个非常理想的特点。“它提供了从低成本、浅层和散装可开采作业进行全机械化生产的潜力，具有显着的增长潜力。”

2019 年对 Waterberg 的最终可行性研究设想了一个生产 420,000 盎司总产量的采矿作业。钯、铂、金和铑每年在稳定状态下超过 45 年的矿山寿命。

资本成本为 8.74 亿美元，其中 2.335 亿美元用于运营成本预算，以实现 70% 的产能。根据 8% 的贴现率和每盎司 1,055 美元的三年平均价格，该研究估计税后净现值为 9.82 亿美元。钯，每盎司 931 美元。铂金，每盎司 1,318 美元。黄金，每盎司 1,930 美元。铑。税后内部收益率估计为13.3%，自开工之日起投资回收期为11.4年。

哈勒姆说，可行性研究中提出的 Waterberg 矿山计划旨在开发 8 公里走向长度上的几个矿化带。“然而，与该地区许多其他矿体的宽度通常小于几米的窄矿体不同，Waterberg 的采矿宽度从 5 米到 100 多米不等，可以进行大宗采矿作业。”

Waterberg 包含 2.424 亿吨的测量和指示资源，每吨 2.13 克钯、每吨 0.98 克铂、每吨 0.22 克黄金和 0.05 克铑（每吨 3.38 克 PGM），合计 2640 万盎司。钯、铂、金和铑。推断资源量为 6670 万吨，钯 1.92 克，铂 0.96 克，黄金 0.34 克，铑 0.04 克（3.27 克铂族金属），合计 700 万盎司。钯、铂、金和铑。

铂金集团目前正在努力完成该项目的精矿承购和融资。它还致力于对锍炉作为传统精矿出口安排的替代方案的可行性研究，并正在考虑对可行性研究进行更新。