新能源时代的汽车与储能博弈,其本质是电池金属的供应链战争。

当全球电动汽车(EV)的普及率以两位数增长,当世界各国的超级工厂(Gigafactories)以前所未有的速度吞噬锂资源时,锂金属生产的最前端却面临着一个几乎无法接受的物理瓶颈:传统盐湖提锂的蒸发池(Evaporation Ponds)需要等天吃饭,生产周期长达 12 至 18 个月。

这不仅是地缘政治下的供应链安全隐患,更是低效的生产力瓶颈。

在智利阿塔卡马盐湖或阿根廷的高海拔盐湖上,数平方公里的盐田在阳光下暴晒以蒸发水分,这种原始的提锂方式不仅缓慢,而且面临三个严重的致命缺陷:第一,水资源消耗极大,蒸发掉的水分无法回收,直接威胁当地原本就脆弱的地下水水位;第二,锂回收率极低,通常仅有 50% 左右的锂能被最终提取,其余都在漫长的暴晒和盐类结晶中流失;第三,严重依赖天气条件,暴雨或季节性降温会直接打乱整年的生产计划。

全球电池与汽车巨头,正在迫切等待一种无视天气、低水耗、几小时内就能直接出锂的“直接提取”颠覆性装备。

2024 年 11 月,英国气候科技初创公司 Watercycle Technologies 完成了 440 万英镑(约 560 万美元)的 A 轮融资,由 Par Equity 领投,大曼彻斯特联合管理局(GMCA)、Aer Ventures 以及曼彻斯特大学创新工厂(Innovation Factory)共同参与,并获得了英国创新署(Innovate UK)的投资者伙伴基金资助。公司由曼彻斯特大学博士、石墨烯工程创新中心(GEIC)研究员 Dr. Seb Leaper(CEO)和 Dr. Ahmed Abdelkarim(CTO)联合创立。

关键信息 内容
公司名称 Watercycle Technologies
融资轮次 A 轮(Series A)
融资金额 £4,400,000(440 万英镑 / 约 560 万美元)
领投方 Par Equity
其他投资方 大曼彻斯特联合管理局(GMCA)、Aer Ventures、曼彻斯特大学创新工厂(Innovation Factory)
联合创始人 Dr. Seb Leaper(CEO,曼彻斯特大学博士)、Dr. Ahmed Abdelkarim(CTO,曼彻斯特大学博士)
公司总部 英国曼彻斯特(基于曼大石墨烯工程创新中心 GEIC 孵化)
核心技术 DLEC™(直接提取与结晶)膜过滤平台
孵化背景 源自曼彻斯特大学膜科学与石墨烯前沿技术成果转化
行业 盐湖提锂 / 矿产提取装备 / 电池回收 / 气候科技

传统蒸发池的“死穴”:为什么锂电池行业急需直接提取技术?

盐湖提锂占全球锂资源供应的近六成。但传统的“蒸发-沉淀”工艺正面临前所未有的环境与效率考量:

第一,水循环平衡被打破。传统蒸发池是通过将大量盐湖卤水抽到地表进行日晒蒸发。在这个过程中,卤水中的淡水组分直接挥发到大气中。在极度缺水的安第斯高原,这种做法正在导致周边地下淡水水位急剧下降,引发当地原住民与生态学家的激烈抗议。

第二,资本开支与机会成本高昂。建设数平方公里的蒸发池需要极大的土地平整投资。更糟糕的是,从卤水抽提到最终产出电池级碳酸锂,中间存在长达一到两年的时间差。这意味着矿企的运营资金周转极慢,难以对暴涨暴跌的锂价市场做出快速的供给响应。

第三,对低品位盐湖无能为力。随着高品位盐湖卤水被瓜分殆尽,未来的提锂资源将主要来自低品位(低锂浓度、高镁锂比)的盐湖或地热卤水。传统蒸发池在低浓度卤水下的富集效率极低,化学试剂消耗量呈指数级增长,经济上完全不可行。

如果说传统蒸发池是靠“大自然暴晒”的农业级手工业,那么直接提取锂(Direct Lithium Extraction,DLE)技术就是一台能够 24/7 连续运转的精密“工业过滤器”,将提锂周期从“年”直接压缩到“小时”级别。

Watercycle 的核心技术:DLEC™ 膜过滤与结晶的商业化飞轮

Watercycle Technologies 开发的核心技术称为 DLEC™(Direct Lithium Extraction and Crystallisation,直接提取与结晶)

与市面上大多数仅专注于“提取”的 DLE 初创公司不同,Watercycle 走了一条更彻底的“提取+直接结晶”的一体化技术路线。其技术飞轮基于以下三个维度:

  • 专利高通量膜组件:采用曼大石墨烯与膜科学技术开发的特殊复合滤膜,能在极高的压力与复杂盐度背景下,实现对锂离子($Li^+$)的极高选择性通过,同时将大量的镁、钠、钙等杂质离子阻挡在膜外。这彻底打破了传统过滤膜极易被高浓度钙镁离子“堵塞”(Fouling)的限制;
  • 全水循环闭环系统:在 DLEC™ 过程中,滤膜分离出的淡水可以在系统内部被 100% 循环利用,而脱锂后的贫卤水(Depleted Brine)则可以被直接回灌(Re-injection)回地底深处。这不仅实现了“零淡水消耗”,还能保持盐湖地下水位的物理平衡;
  • 直接产出电池级前驱体:Watercycle 的系统在提取锂离子后,可以直接在后端的集装箱式设备内完成结晶过程,直接产出电池级的碳酸锂($Li_2CO_3$)或氢氧化锂($LiOH$),省去了将富集液运往第三方精炼厂进行二次加工的繁琐步骤。

这种一体化集装箱式系统(Containerised Pilot System)可以被直接卡车运往智利的盐湖、英国康沃尔的深层地热井、或是中东的伴生盐水田,在现场实现小时级的“即插即用”产锂。

曼大孵化与曼彻斯特 Graphene 产业集群的硬核支撑

Watercycle Technologies 的硬核底色,来自于其背后的曼彻斯特大学石墨烯工程创新中心(GEIC)。

作为全球“石墨烯之乡”(诺贝尔奖得主安德烈·海姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫在曼大首次成功分离石墨烯),曼彻斯特大学在纳米孔径过滤膜、高分子复合材料领域拥有全球最顶尖的科研实力。

在 GEIC 的十余年孵化中,Watercycle 创始人得以使用世界顶级的表征设备与微纳加工产线,完成了滤膜表面微观通道的纳米级调控。这种在零天阶段就拥有的顶级设备红利,是普通商业创企难以企及的物理护城河。

此外,大曼彻斯特联合管理局(GMCA)的直接参投,进一步证明了该项目在英国主权基建与绿色转型中的战略地位。

竞争格局与技术路径对比

方案 / 路径 代表公司 技术路线 锂回收率 提锂周期 劣势
Watercycle DLEC™ Watercycle 专利选择性膜过滤 + 直接结晶 85% – 90% 数小时 膜组件的长期寿命和抗压性仍需量产验证
吸附法(Adsorption) Lilac Solutions 氧化铝基吸附剂 + 离子交换 70% – 80% 几天 需要消耗大量淡水进行洗脱,且吸附剂存在流失风险
溶剂萃取法(Extraction) 传统化工方案 有机溶剂萃取 75% 几天 有机溶剂存在环保风险,且设备防渗要求极高
传统蒸发池 SQM / Albemarle 阳光蒸发池 + 化学沉淀 45% – 50% 12 – 18 个月 占地极大,消耗地下水,回收率低,受天气限制

投资人组合与中东布局:GMCA + Par Equity + Middle East

本轮融资的领投方 Par Equity 专注于英国北部的深科技与硬核气候科技投资。Par Equity 的加入,将为 Watercycle 从实验室原型走向工业试制线提供极其专业的供应链网络支持。

尤为引人瞩目的是,Watercycle 明确表示这笔 440 万英镑的资金将重点用于其在中东和北非(MENA)地区的业务扩张。

中东地区(如沙特阿拉伯、阿联酋)拥有极其庞大的油气开采伴生盐水资源。在沙特“2030愿景”向新能源产业链转型的背景下,利用中东充足的太阳能电力运行 Watercycle 的 DLEC™ 集装箱系统,直接从油田伴生水中“提炼”高价值的电池级锂资源,正成为中东石油巨头极其看好的绿色资产转型路径。这笔融资背后的中东潜在客户与商业预期,想象空间巨大。

关键风险与挑战

1. 滤膜材料 of 工业耐久性:高压、强腐蚀性的盐湖卤水对滤膜的抗老化性有着极高的要求。实验室里表现完美的膜,在晶圆厂或矿山现场能否做到数千小时免维护运行是最大看点; 2. 伴生杂质的影响:地热卤水中通常含有高浓度的二氧化硅、铁、锰等杂质,这些杂质极易在膜表面形成结垢(Scaling),Watercycle 的前置净化工艺成本将直接决定整体经济性; 3. 中东油田伴生水的低浓度挑战:相比南美高品位盐湖,中东油田伴生水的锂浓度通常较低,如何在极低浓度下保持高选择性过滤并保证经济效益,需要实际试运行数据证明; 4. 巨头防御与整合:像阿根廷和智利的矿业巨头(如 SQM)可能更倾向于采购成熟设备商(如 KLA 级别的巨头装备)的方案,初创公司需要提供更具说服力的单位产锂成本(CAPEX/OPEX)优势。

RecodeX 极客视点:Watercycle Technologies 代表了欧洲新能源主权技术布局的典型样本——拒绝在应用端与中美巨头拼规模,而是退回材料学最前端,去卡死锂资源供应链的提效关卡。DLE(直接提锂)并不是一个新概念,但 Watercycle 的核心优势在于将“提锂”与“结晶”在物理上合二为一,用模块化集装箱直接产出电池级产品。这种产品形态使得它能够摆脱南美高海拔盐湖的地理约束,直接卡位中东石油产水区和欧洲本地地热井。然而,硬科技装备的核心瓶颈永远是“良率”与“耐久”。膜提锂的耗损率如果无法压低,其膜更换成本将轻易吞噬掉省下来的时间成本。Watercycle 在中东的先导验证项目(Pilot Project)将是决定其能否真正跑通商业闭环的关键临门一脚。

分类: 深科技 标签: Watercycle Technologies, DLE, 提锂技术, 新能源供应链, 曼彻斯特大学, 石墨烯, 气候科技, A轮融资, 电池金属