世界各地均有未开发的锂矿，但对新矿的投资却相对滞后。
通用汽车公司开发的锂金属电池原型。2021年3月，通用汽车公司宣布与新加坡锂电池初创公司SES达成联合开发协议
在全球致力于实现交通领域脱碳的背景下，拜登政府也在大力推动普及电动汽车，导致业界对锂金属——这一电动汽车电池原材料的需求激增，而现有和计划中的供应量已难以满足该需求。然而，世界各地的新矿床与新轻金属提取技术可能会填补这一需求空白；与此同时，钴与镍的供应情况可能会成为扩大电动汽车电池生产的关键制约因素。
根据英国市场分析公司基准矿业情报机构的数据，2021年锂供应将出现2.6万吨的缺口，到2030年将扩大至110万吨。届时，全球需求预计将飙升至现有水平的5倍以上，达到240万吨碳酸锂当量（LCE，行业标准生产单位）。2020年，世界银行对轻金属的前景不太乐观，但同时表示，如果把全球平均气温较工业化前的水平提升控制在2℃之内，全球2050年的锂需求将增加5倍。
基准矿业情报机构产品总监安德鲁 · 米勒（Andrew Miller）指出，该公司在发布供应缺口预测时，已考虑目前已知的矿区与采矿开发项目。他强调：“锂资源并不稀缺，因此，问题是如何快速开发并获取资源以满足这些需求。”
科罗拉多矿业学院经济学教授罗德里克 · 埃格特（Roderick Eggert）赞同此观点：“以澳大利亚为代表的一些国家拥有大量未利用的采矿产能，应可以满足未来数年的需求增长，也不会导致价格大幅上涨。”
美国总统拜登于2021年3月31日宣布推出2万亿美元的就业与基础设施一揽子计划，其中有1 740亿美元用于刺激美国电动汽车市场。这一巨额资金清楚表明了对轻金属需求的急剧增长。米勒总监与其他人士指出，未来十年锂消费量的增长几乎主要依靠电动汽车电池。未来十年的后半期，电动公用设施规模的蓄电池的需求将有所增长。长期来看，其他类型的电池化学技术（如目前处于研发阶段的液流电池）可能将与锂电池在大规模储能系统领域展开竞争，大规模储能系统的重量和尺寸问题并不重要。
尽管具体细节尚未公布，但拜登的电动汽车计划的主要目的是保护美国汽车制造商的供应链（从原材料开始），刺激美国生产更多的电动汽车电池。不过，埃格特教授表示，最好是让美国从全球各地获取锂资源，因为自给自足的成本要高得多。他指出：“问题并非是资源是否足够，而是能否从多个渠道获取资源，及时将其投入生产，以满足不断增长的需求。”
西澳大利亚州拥有五个含有锂辉石的岩浆岩矿区，供应全球约60%的锂。其余大部分的锂供应来自阿根廷、玻利维亚与智利富含轻金属元素的盐滩。盐水从地下被抽至人工池塘，并通过蒸发和浓缩工艺得到锂盐。埃格特教授表示：“澳大利亚与南美洲拥有大量未开发的资源，他们将相互竞争。”
美国唯一的矿区位于内华达州的银峰，该矿区也采用盐水作业的方式提炼锂金属。该矿区的所有者阿尔伯马尔公司近期宣布，会将产量提高一倍，但未披露具体产量。
与许多其他重要矿物资源一样，中国在全球锂供应链条中占据相当大的份额。除了国内开采的锂之外，中国几乎将所有澳大利亚的锂原料加工成碳酸锂与氢氧化锂——这两种化合物是制造锂离子电池（阴极）的关键材料。2020年，日本松下、韩国LG化学与中国宁德时代（CATL）这三家公司合计生产了全球约3/4的电动汽车电池。
渠道来源多元化
尽管南美与澳大利亚的锂产量持续增加，但预计未来十年锂资源的供应渠道将愈发多样化。根据美国地质勘探局的数据，截至2020年，阿根廷、玻利维亚、智利、中国和美国处在开发卤水锂资源的不同阶段；非洲、澳大利亚、南美、加拿大与欧洲正在开发矿物锂资源。
此外，新的采矿技术与矿床类型有望作为传统资源的补充。据《矿业》（Mine）杂志报道，相关企业正在美国西南部地区评估沉积黏土矿床，包括世界第二大远景矿——内华达州萨克尔山口矿。萨克尔山口矿的所有者美洲锂业公司预计，该矿储量非常丰富，在每年生产6万吨碳酸锂当量的情况下，足以维持46年。澳大利亚霍克斯通矿业公司是亚利桑那州大沙沉积黏土远景矿的所有者，该公司表示，大沙矿在每年生产5万吨LCE的情况下，足以维持40年。霍克斯通美国公司总经理道格 · 皮茨（Doug Pitts）指出，该矿将于2025年投入运营。
《矿业》杂志称，世界最大的锂开发项目——墨西哥索诺拉州的沉积黏土矿床，估计含有450万吨LCE。在世界其他十大矿业项目中，5个位于西澳大利亚，2个位于加拿大的魁北克省和津巴布韦。
另一个潜在的锂资源来自地热能——在生产地热的过程中，可从地下开采的热卤水中提取锂资源。在美国，探索地热锂资源的活动主要在加州进行。多家公司正在索尔顿海沿岸经营地热发电厂；同时，在过去的两年里，加州能源委员会已经拨款1 600万美元，探索在这些地热发电厂中顺便进行锂提取作业的可行性。伯克希尔哈撒韦能源公司的可再生能源子公司是获得拨款的机构之一，目前在称为“锂谷”的地区经营10家地热发电厂。该公司表示，如果项目获得成功，则每年可以生产9万吨LCE——约是当前全球需求的1/4。
埃格特教授指出，通过地热作业提取的锂资源非常多，但与传统的采矿相比，这些锂在很大程度上被稀释了，且该工艺尚未通过大规模商业开发证明其可行性；此外，地热与卤水提取作业将引发环境问题，特别是在索尔顿海现有污染比较严重的情况下。但基准矿业情报机构产品总监米勒表示，由于基础设施已经基本建成，地热卤水可能很快成为重要的锂供应来源。此外，地热锂资源对于希望在当地获取原材料的美国消费者而言，其吸引力并不亚于黏土矿床。
加拿大温哥华标准锂业公司正在开发一项技术，据称可从油田卤水中提取最高可达90%的锂，同时无须传统蒸发工艺的蒸发池。该公司计划以德国朗盛公司在阿肯色州南部生产溴的副产品为原料，每年生产2.1万吨LCE。
英国市场分析公司基准矿业情报机构表示，从今年开始，锂需求量将开始超过供应量，如果锂资源未得到进一步开发，这种不均衡性将迅速加剧（数字计算可能存在舍入误差）
阿根廷萨利纳斯格兰德盐滩的锂盐水作业。世界锂供应量的30%来自南美卤水
在加州南部，矿业巨头力拓集团的美国硼砂部门正在评估如何从硼酸盐开采产生的废料中回收锂。该公司报告称，其在塞尔维亚的硼酸锂矿床是一个尚未开发的大型矿产资源，每年可生产5万吨LCE。皮埃蒙特锂业公司与阿尔伯马尔公司曾在北卡罗来纳州开采过锂辉石，这两家公司正在考虑重启该地的业务。
埃格特教授表示，由于不确定锂需求的繁荣期会持续多久，投资者对是否投资新矿比较犹豫。他指出，一方面，新的电池技术可能在15年后开始取代锂；另一方面，当技术的未来发展不够确定，投资者不愿为寿命长达几十年的生产设施投资。
高价值金属元素
锂电池的其他组件也面临供应短缺问题。但是，轻金属仅占常规锂电池所用矿物质重量的4%。阳极使用的石墨占总质量的一半以上，其中19%是镍。供应短缺问题最大的金属是钴（含量6%），其既稀有、又昂贵，而且大多数供应来自刚果民主共和国，同时，该国的童工现象与其他侵犯人权的行为非常普遍。
美国阿贡国家实验室储能研究联合中心主任乔治 · 克拉布特里（George Crabtree）指出，电动汽车电池制造商一直努力采用不同组合的其他过渡金属（主要是镍与锰），以尽可能减少或替代钴。但是，钴仍然是稳定阴极、延长电池寿命和提高电动汽车性能的理想材料。第一批电动汽车（包括特斯拉最初的Roadster）的电池（阴极）便是由锂钴氧化物制成，这也是电动汽车成本如此高的原因之一。
今天，电动汽车电池（阴极）大多由锂镍锰钴氧化物制成，含钴量很少。埃隆 · 马斯克最近发布报告称，在中国销售的特斯拉Model 3配备了无钴磷酸铁锂电池（阴极）。由于能量密度较低，这种化学物质主要局限于电动工具。
锂离子电池集高能量密度与轻重量特色为一体，预计将至少在未来十年内占据主导地位。克拉布特里表示：“锂电池显然是我们目前最好的电池。”但是，电池技术日新月异且在不断进化。最近的发展态势表明，一些电动汽车需要的锂电池数量可能相当于目前的两倍。例如，通用汽车公司与新加坡SES公司正在开发一种固体锂电池（阳极）以代替石墨。通用汽车公司表示，新电池的能量密度更大，因此续航里程更远，充电时间更短。通用汽车公司与SES计划在马萨诸塞州沃伯恩建立一条新的生产线，预计到2023年可生产高容量的车载驱动电池。
加州圣何塞量子图景公司正与大众汽车合作开发锂金属电池。在其电池设计方案中，将不再采用有机液体电解质（这是目前所有锂离子电池的共同特点）。固体电解质将彻底消除因电池热失控引起火灾的隐患（尽管十分罕见）。
克拉布特里指出，一些研究表明，硅石墨复合材料的储能容量约为纯锂的1/2至3/4。
回收利用的效果并不理想
阿贡国家实验室材料回收小组组长杰夫 · 斯潘根伯格（Jeff Spangenberger）表示，已经开展了数量有限的锂离子电池回收利用工作，但经济效益不足以吸引业界广泛采用。关于锂电池的回收利用，可通过火法冶金或湿法冶金工艺实现。
他强调，若使回收利用具备可行性，将主要取决于钴而非锂。电动汽车电池中的钴含量越少，回收就越不具备经济性。钴含量越高，消费电子产品的单位重量价值就越大；但是，在大规模收集手机与笔记本电脑的过程中，可能会面临诸多挑战。
加州大学伯克利分校化学工程师尼塔什 · 巴尔萨拉（Nitash Balsara）指出，有必要制定促进回收利用的法规。他以铅酸电池为例：由于制定了相关法规，几乎所有的铅酸电池均被回收利用。他强调：“只有出台强制措施，才能迫使我们身体力行。该问题已足够迫切，必须制定相关的政策。”
美国能源部正在支持一个名为“回收利用电池中心”（ReCell Center）的项目。该项目正在开发直接回收利用技术，用于回收、再造和再利用锂电池组件，而非像之前那样，将其熔化或改变其化学结构。
资料来源Physics Today