【分享】回頭看當年1.048億元的“鋰提取”科技成果轉(zhuǎn)化典例

2019-05-29瀏覽次數(shù)：

文/源：方象知產(chǎn)研究院

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2017年，中南大學冶金與環(huán)境學院趙中偉教授團隊的“電化學脫嵌法從鹽湖鹵水提鋰”技術(shù)3件相關(guān)專利，以獨占許可方式轉(zhuǎn)讓給上海鄲華科技發(fā)展有限公司，許可使用費達1.048億元。時隔兩年，本文將結(jié)合行業(yè)發(fā)展和技術(shù)進展回頭看，上海鄲華科技為何舍得下此重金做這筆交易，以及該過程對于科技成果轉(zhuǎn)化和投資實務的借鑒意義。

一|制鋰技術(shù)壁壘

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2017年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，全球已探明的鋰資源總量和具有經(jīng)濟開采價值的鋰儲量分別約達到4700萬噸、1450萬噸，存在形式主要有兩種：鹽湖鹵水型鋰礦和固體型鋰礦，分別約占總儲量的78.3%和21.6%[1] 。

[1]張夢龍，田歡，魏昊，等. 鋰資源提取工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金，2018，v.46；No.227(04)：15-23.

礦石提取鋰相較于鹵水提取鋰發(fā)展較為成熟，目前我國78%鋰產(chǎn)品的生產(chǎn)主要來源于礦石。鋰輝石因鋰含量高且易于處理，是目前固體型礦石提取鋰的主要原料。固體型鋰礦提取鋰的方法有硫酸鹽法、硫酸法、石灰石燒結(jié)法、氯化焙燒法、純堿壓煮法、氫氟酸法等。從礦石中提鋰步驟繁瑣、能耗大，且鋰礦石資源量日益減少。鋰資源開采研究已逐漸從傳統(tǒng)礦石提鋰轉(zhuǎn)向鹽湖鹵水等液態(tài)鋰資源的開發(fā)利用上。

鹵水鋰資源含量豐富且鋰品位較高，我國鹽湖鋰資源儲量占比達到了85%左右。由于我國鹽湖鹵水類型獨特、鎂鋰比高且不易分離，相關(guān)提鋰工藝尚未成熟，目前主要研究的方法有沉淀法、溶劑萃取法、蒸發(fā)結(jié)晶法、煅燒浸取法、鹽析法、碳化法、電滲析法、熔鹽電解法等，但這些方法大多過程復雜，成本高，對設(shè)備腐蝕嚴重，且產(chǎn)品純度不高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

除上述方法之外，還有一種方法——吸附法可用于與鹵水鋰提取。吸附劑法是利用對鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其它雜質(zhì)離子分離的目的。與其他方法相比，吸附法具有工藝簡單、回收率高、選擇性好、環(huán)境友好等優(yōu)勢。鋰吸附劑主要包括有機吸附劑和無機吸附劑，其中，有機吸附劑因高昂的成本和對環(huán)境的危害應用較少。目前研究較多的是無機吸附劑。無機吸附劑對鋰離子有良好的選擇性及篩效應，吸附效果好、操作簡便。

無機鋰吸附劑包括層狀吸附劑、銻酸鹽吸附劑、鋁基吸附劑、離子篩型氧化物吸附劑。其中，離子篩型氧化物吸附劑提鋰操作簡單，綠色無污染，吸附容量大，具有較大優(yōu)勢，但是存在溶損率較高等缺點。

離子篩是20世紀70年代初由原蘇聯(lián)發(fā)現(xiàn)并合成的，近幾十年來，日本、俄羅斯、中國等也對離子篩進行了系列研究。離子篩是指預先在無機化合物中引入目標離子（如鋰離子），目標離子與無機化合物反應生成復合氧化物，在不改變復合氧化物晶體結(jié)構(gòu)的前提下，對復合氧化物進行處理，抽除目標離子，得到具有規(guī)則空隙結(jié)構(gòu)的多孔材料。根據(jù)尺寸效應和篩分效應，在多離子共存情況下，該材料對目標離子具有特定的記憶選擇性，進而將目標離子同其他離子分離開來。

傳統(tǒng)的離子篩吸附法通過離子篩型氧化物如二氧化錳、氧化鈦等與鹵水接觸來選擇吸附鋰。吸附結(jié)束后，再用酸將所吸附的Li+溶出。整個過程本質(zhì)上是通過調(diào)整溶液體系的pH值實現(xiàn)鋰的吸附和解吸。但是眾所周知，離子篩型氧化物在酸洗脫鋰過程中的溶損較大，導致吸附劑壽命短，不利于大規(guī)模的工業(yè)應用。

趙中偉教授團隊的“電化學脫嵌法”屬于離子篩吸附法，其原理是一種選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩的應用方法，團隊發(fā)明和轉(zhuǎn)讓的相關(guān)專利如表1所示，其技術(shù)的特征在于使磷酸鐵離子篩與含鋰溶液接觸，通過加入氧化劑或由外電路電壓來調(diào)整體系電勢使離子篩結(jié)構(gòu)中的正三價鐵被還原為正二價，鋰離子進入磷酸鐵的晶格生成磷酸鐵鋰，將生成的磷酸鐵鋰置于支持電解質(zhì)溶液中，并調(diào)整體系電勢再使離子篩結(jié)構(gòu)中的正二價鐵氧化為正三價，使鋰離子進入溶液，實現(xiàn)Li+與鹵水中其他元素的分離；同時離子篩重新轉(zhuǎn)化為磷酸鐵重復使用；所述的磷酸鐵離子篩為FePO4、MexFeyPO4中的一種或幾種的混合物；Me為Mg、Al、Ti、Ni、Co、Mn、Mo、Nb中的一種或幾種的混合；0＜x＜1，0＜y＜1。這種方法能夠從原理上解決酸洗脫鋰過程中的溶損大、吸附劑壽命短等問題，有望大規(guī)模工業(yè)應用。

表1：趙中偉教授研究團隊相關(guān)專利

資料來源：天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

上述幾篇專利保護的權(quán)利包括：通過電勢控制選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩的應用方法、磷酸鐵離子篩的組成、裝置特征。較全面地保護了該技術(shù)的技術(shù)原理、實施方法和裝置、原材料類型等。

此外，梳理一下研究團隊申請相關(guān)專利的方式：在2011年7月4日申請發(fā)明專利“一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的方法”的同日，提交了實用新型專利“一種鹽湖鹵水鎂鋰分離及富集鋰的裝置”的申請，該實用新型專利的授權(quán)時間（2012年4月4日）比發(fā)明專利授權(quán)時間（2013年3月13日）早將近一年，較好地提前保護了裝置相關(guān)的權(quán)利。且在這些專利申請之前，先期已經(jīng)于2010年11月19日提交了“一種選擇性提取鋰的磷酸鐵離子篩及其應用”發(fā)明專利申請，并于2012年8月15日獲得授權(quán)，較好地提前保護了方法、原料相關(guān)的部分權(quán)利。此外，研究團隊于2011年11月11日提交了PCT申請，提出的專利權(quán)要求涵蓋了原理、實施方法和裝置、原材料等，目前已經(jīng)在美國和德國獲得了專利授權(quán)。

2018年底，該項目已經(jīng)完成工業(yè)化試驗，且開發(fā)出第二代電化學脫嵌法膜堆電解槽關(guān)鍵設(shè)備及智能專家控制系統(tǒng)，并與相關(guān)企業(yè)簽訂年產(chǎn)2萬噸碳酸鋰項目的技術(shù)合作協(xié)議。

經(jīng)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的專家委員會鑒定，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，采用該技術(shù)處理高鎂鋰比鹽湖鹵水：

（1）顯著提高了鋰的綜合回收率（提高30~50個百分點）；

（2）大幅度降低了可處理鹵水品位（可直接處理原鹵、老鹵及任意階段的鹵水）；

（3）生產(chǎn)成本低（碳酸鋰成本低于2萬元/噸）；

（4）無需調(diào)節(jié)鹵水的酸堿度、鹽度等，亦無有毒、有害物質(zhì)的添加和產(chǎn)生，過程清潔環(huán)保；

（5）提鋰裝置模塊化、智能化，可組建不同規(guī)模的生產(chǎn)線，快速投產(chǎn)。

該項目技術(shù)的實施，將有望大幅提高我國鹽湖鋰資源利用率，降低鹽湖提鋰成本，實現(xiàn)鹽湖鹵水鋰資源的高效、清潔生產(chǎn)，對降低我國鋰資源對外依存度具有重要的戰(zhàn)略意義。

二|鋰業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)供需現(xiàn)狀和趨勢分析

目前鋰產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成由鋰資源開采、加工、制成產(chǎn)品到消費的一條清晰完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，主要由產(chǎn)業(yè)的上游、中游和下游組成。

產(chǎn)業(yè)鏈上游主要是鋰資源開采，包括礦石提鋰和鹽湖提鋰所產(chǎn)出的初級鋰產(chǎn)品，碳酸鋰是鋰資源開發(fā)后的直接產(chǎn)品，碳酸鋰產(chǎn)量和需求是整個鋰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)；趙中偉教授團隊的技術(shù)屬于產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵技術(shù)。

產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是鋰產(chǎn)品的加工，主要包括工業(yè)級碳酸鋰、電池級碳酸鋰及碳酸鋰深加工產(chǎn)品；產(chǎn)業(yè)鏈下游主要是鋰產(chǎn)品最終應用領(lǐng)域，包括消費電子、新能源汽車、儲能、玻璃陶瓷及潤滑脂等終端消費領(lǐng)域。

圖 1：鋰業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

目前，產(chǎn)業(yè)鏈上游的礦石提鋰和鹽湖提鋰產(chǎn)能集中在阿根廷、澳大利亞、巴西、加拿大、智利和中國等國家。

2017年和2018年，包括摩根士丹利（MorganStanley）、蒙特利爾銀行資本市場（BMO Capital Market）、數(shù)據(jù)研究機構(gòu)基本礦物情報（Benchmark Mineral Intelligence）、行業(yè)數(shù)據(jù)服務商Roskill、全球采礦業(yè)的領(lǐng)先數(shù)字出版物MINING.com、WoodMac能源咨詢顧問公司等知名研究機構(gòu)，對2019至2025年全球鋰供需、價格等進行了分析，相關(guān)研究成果均認為未來全球鋰供需均呈現(xiàn)出增長趨勢，但是關(guān)于鋰供需平衡、鋰價格等的發(fā)展趨勢所持觀點存在一定分歧。

例如，摩根士丹利的相關(guān)研究成果認為，在2019-2025年，全球鋰供應量將實現(xiàn)較大幅度提升，市場將長期呈現(xiàn)為供過于求的局面，鋰價將在2018年下降至13000美元/噸左右，到2021年減半至7000美元/噸，并在較長時間內(nèi)維持穩(wěn)定；WoodMac預計2018年的平均價格將達到13000美元/噸，到2019年將降至9000美元/噸，并在2022年降至6500美元/噸；而采礦業(yè)的領(lǐng)先數(shù)字出版物MINING.com的專家Rick Mills專門撰文詳細駁斥了摩根士丹利的相關(guān)觀點，認為摩根士丹利的該報告嚴重偏向供應，幾乎沒有提及需求，而實際上部分歐洲國家對于電動汽車全面替代汽油車的計劃以及中國（雖然近兩年補貼有所降低）、印度大力發(fā)展純電動車的計劃將激發(fā)大量鋰需求，還認為新一代提鋰技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化還面臨諸多困難、生產(chǎn)過程的復雜性和成本也被低估了；Benchmark Mineral Intelligence則認為，2019年和2020年大概率會出現(xiàn)供過于求的局面，之后則再次出現(xiàn)供不應求的情況。

圖 2：摩根士丹利、Roskill對未來鋰供需情況的預測以及目前的鋰價走勢

資料來源：摩根士丹利、Roskill 、中原證券、百川資訊

圖 3：全球新能源汽車市場預測

資料來源：浙商證券研究所、方象知產(chǎn)研究院整理

圖 4：全球鋰供需平衡關(guān)系預測

資料來源：Benchmark Mineral Intelligence、方象知產(chǎn)研究院整理

不過，從2019年第一季度的鋰價看，確實出現(xiàn)了走低情況。至于后續(xù)走勢如何，在國際貿(mào)易經(jīng)濟變幻莫測的形勢下，還有待市場進一步驗證。這里我們可以看一下不同機構(gòu)對未來產(chǎn)業(yè)鏈中游和下游鋰需求的預測情況?？梢钥闯?，與高盛、瑞銀集團等機構(gòu)相比，摩根士丹利對鋰需求的預測屬于保守型。也就是說，未來市場應該不會比摩根士丹利的預測差，鋰價出現(xiàn)一定程度的回升和反彈存在可能性。

圖 5：全球鋰需預測

資料來源：Lithium Chile、方象知產(chǎn)研究院整理

在市場相對過去幾年較疲軟的情況下，各鋰業(yè)公司之間對成本的控制將成為其核心競爭力。行業(yè)數(shù)據(jù)服務商Roskill對主要的鋰業(yè)巨頭提鋰成本和產(chǎn)量的測算：在碳酸鋰方面，F(xiàn)MC的成本在2萬元/噸左右，SQM在3萬元/噸左右，天齊鋰業(yè)在3.5萬元/噸左右，贛鋒鋰業(yè)接近6萬元/噸，其他中國廠商成本接近7萬元/噸。

圖 6：不同地區(qū)提鋰成本

資料來源：Roskill、天齊鋰業(yè)、方象知產(chǎn)研究院整理

根據(jù)中南大學披露，趙中偉教授團隊發(fā)明的鹽湖提鋰技術(shù)，能夠把碳酸鋰生產(chǎn)成本降到2萬元/噸以下，該價格比Roskill、摩根斯坦利等機構(gòu)基于現(xiàn)有技術(shù)預計的2025年碳酸鋰生產(chǎn)成本還要低。

2018年底的項目鑒定中，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的專家委員會對中南大學和江蘇中南鋰業(yè)有限公司（中南大學與上海鄲華科技合資公司，前期部分專利轉(zhuǎn)讓費作價入股）合作完成的“電化學脫嵌法鹽湖提鋰新技術(shù)”項目進行了科技成果評價，專家一致認為：“該項發(fā)明對充分開發(fā)我國豐富的高鎂鋰比鹽湖資源具有重要的戰(zhàn)略意義”、“技術(shù)發(fā)明屬國內(nèi)外首創(chuàng)，居國際領(lǐng)先水平”。專家組給出的意見，從理論上印證了技術(shù)的可行性。因此，對該技術(shù)提鋰成本的估計，理論上不會出現(xiàn)較大偏差。

圖 7：江蘇中南鋰業(yè)股權(quán)結(jié)構(gòu)

資料來源：天眼查

三|方象觀察

技術(shù)研究主體應在科技成果研發(fā)和轉(zhuǎn)化過程中注重技術(shù)保護，充分保障自身利益。在技術(shù)探索過程中，應結(jié)合研究情況及時進行恰當形式的技術(shù)保護，實施可靠的技術(shù)保護方案。

本例中，在研究過程中，研究團隊根據(jù)研究進展，從技術(shù)原理、方法和裝置等的角度，在不同時間，先后采用實用新型專利、發(fā)明專利和PCT專利申請等組合方式，保障了發(fā)明人的權(quán)利和學校的權(quán)益；在轉(zhuǎn)化過程中，通過獨家許可、轉(zhuǎn)讓及附帶協(xié)議相結(jié)合的方式，確保核心專利的權(quán)屬人為發(fā)明人，并且在后續(xù)申報國家科技獎勵的過程中可獲得受轉(zhuǎn)讓機構(gòu)的配合，充分保障了技術(shù)發(fā)明人在成果轉(zhuǎn)化后的相關(guān)權(quán)利。

科研機構(gòu)、科技成果轉(zhuǎn)化機構(gòu)應在充分研究市場需求的基礎(chǔ)上，及時篩選和抓住技術(shù)契機，選擇適合轉(zhuǎn)化項目，保證轉(zhuǎn)化落地和獲益。

本例中，所轉(zhuǎn)化技術(shù)面向的市場需求旺盛，且有明確的快速增長趨勢，中國鹽湖提鋰技術(shù)存在瓶頸，技術(shù)路徑巧妙但復雜度較低，工業(yè)化難度較小，所以受讓方敢于在中試尚未完成的情況下抓住機會進行投資，及時準確地選擇了轉(zhuǎn)化項目和把握了技術(shù)轉(zhuǎn)化的先機。

采用現(xiàn)金+股權(quán)的形式實施科技成果轉(zhuǎn)化，有利于科技成果的進一步研究和落地，有效降低技術(shù)不確定性，保護技術(shù)受讓方的利益，減少了現(xiàn)金流需求，一定程度上也保護了技術(shù)持有方的未來利益。

本例中，許可實施使用費共計10480萬元，其中貨幣資金2480萬元，股權(quán)為8000萬元。為有效實施本專利技術(shù)，雙方共同組建了平臺公司，由平臺公司具體負責專利技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和生產(chǎn)。這一模式值得相關(guān)機構(gòu)借鑒。

文源：方象知產(chǎn)研究院