【太平洋汽车网 技术频道】镍是传统镍氢、镍铬电池的重要原料，最重要的是当下最为火热的新能源车动力电池三元锂电池正极材料的主要原料之一。3月初在伦敦金属交易所LME期货市场发生了令人震惊的“妖镍”事件，将镍这个有色金属引入了人们的视线之中。今天我们不是来介绍三元锂电池的，也不是来介绍大宗商品交易中的镍期货，而是从最基本的元素入手，各种相关的基本化学反应，再到三元锂中镍的原料制取，让你全面了解——镍。如果大家对这样的科普内容感兴趣的话，未来还会为大家带来新能源产业中相关的其他基本元素的科普介绍。

我们最常见的用途就是用来制造不锈钢、制造钱币，许多镍储量丰富的国家常见的硬币多采是镍币，例如澳大利亚、新西兰、俄罗斯，某些稍大面值的硬币完全是按照砸死人的重量和尺寸设计的，随便兜里揣上一把就得好几斤，在实际使用上来说绝对是个负担，但对乾坤一掷来说可能是史诗级加强了。

2020年全球硫化镍矿产量占比最多地区为南非28.1%，加拿大产量占比18.6%，俄罗斯产量占比17.3%；红土镍矿产量最多地区为印度尼西亚18.7%，澳大利亚产量占比17.7%，菲律宾产量占比10.1%。

中国镍储量398万吨，约占全球4.39%，我国镍矿类型则是硫化镍矿和红土镍矿两种都有，以硫化铜镍矿为主，约占总量的90%，并且共伴生矿产多、综合利用价值高。据工信部网站，2021年我国原生镍（原生物料生产的镍产品，包括电解镍、含镍生铁、镍盐等，折金属量）产量66.9万吨，同比下降10.1%。据海关总署数据，2021年镍矿、电解镍分别进口4352.9万吨、26.2万吨，同比增长11.4%、100%。

氧化镍与氢气加热生成镍粉与水

更纯的镍粉则是采用四羰基合镍的热分解来得到的，四羰基镍是一种剧毒气体，蒸汽混合空气见火星还会爆炸，所以用这玩意儿制镍很可能就要造镍了，危。实验室里四羰基合镍难以保存，所以工业上多采用羰基镍粉来制备纯镍。制备镍粉还可以通过分解镍的另一种化合物二茂镍来获得，深绿色晶体状的二环戊二烯合镍Ni（C5H5）2对热敏感需要充氮气保存。

硫酸镍与氢氧化钾反应生成氢氧化镍和硫酸钾

镍粉和氧气可以很轻松的反应，如果在反应中掺杂点水蒸气，镍粉甚至能够自燃，生成的镍氧化物是绿色粉末状，没错和抹茶粉一模一样，很容易和强酸生成对应的镍盐。与氧气长时间反应，会生成三价镍组成的三氧化二镍，3价镍是一种超强的氧化剂，在氧化反应中会被还原成稳定的2价镍。

镍粉非常的怕氨水，镍粉和浓氨水的混合物放在一起加热，镍粉很容易就被氨水侵蚀，氨对于镍离子有非常强大的络合能力。在镍盐溶液中加入浓氨水，氨能够赶跑镍盐水合物中的水，行程氨络合离子。在三元前驱体制取中需要用到一定浓度的氨水最为络合剂。

镍盐有许多种，硝酸镍、氯化镍都算，那为什么只采用硫酸镍而非其他镍盐呢？氯化镍中有氯离子的存在，容易腐蚀不锈钢材质对反应设备的要求较高，如果氯离子残留在前驱体中，后续烧结工艺时容易腐蚀窑炉；硝酸镍价格高，而且N03-硝酸根离子残留在前驱体中，在烧结工艺中会产生NO一氧化氮、NO2二氧化氮等有害气体，在工业制取中不被采用。

总体来说红土镍矿生成硫酸镍共有四类方法：

湿法高压酸浸路径，上层低品位红土镍矿的湿法冶炼-MHP等湿法中间品-硫酸镍 硫酸钴；

火法后硫化路径，下层高品位红土镍矿的火法冶炼-镍铁-高冰镍-硫酸镍；

随着2021年全球工业活动在疫情后附属，LME的金属库存已经在下降，而且目前全球物流和航运系统还是处于混乱的状态。俄乌冲突爆发后，俄罗斯作为高纯度镍储量丰富的国家，从其供应商处获得货物变得完全不可能，同时交易所库存较低的时候也很容易遭受到逼空行情的冲击，“妖镍”风波之后LME甚至对金属价格市场波动幅度设置了15%的上限。

金属镍在全球市场中，74%用于不锈钢生产制造，在电池用途方面目前仅占5~8%，但是中国2021年的纯电动汽车新车销量增加到了上年的2.6倍，以目前全球电动车发展的趋势来看，预计对电池用途的需求会进一步扩大。

产业前景

镍钴锰酸锂三元材料中，镍呈现正二价是主要的电化学活性元素，三元材料NCM：让钴Co来防止镍Li-锂Ni混排，让锰Mn来稳定材料的结构，镍Ni作为提供高容量的主力。所以目前主流的三元锂NCM811、NCM622、NCM523、NCM111中镍含量越高能量密度也就越高。同时镍的成本相对来说较低，高镍配方在成本上也还是有优势的，所以客观上对于镍的需求整体是会上升的。

回到镍的话题来，镍作为一种不是非常稀缺的有色金属，主要还是应用于不锈钢，从二级市场来看，新能源端带来的增长已经反应在了相应公司的股价上，资本的速度总是最快的，市场表现也总是如实反应资本预期的，未来镍的增长可能要从《“十四五”原材料工业发展规划》提出的开发“城市矿山”资源中挖掘了，有色金属稀有金属的回收再利用。或者抓准美元加息周期，在外汇储备被摧毁的国家中也实施马歇尔计划，可以把放的水流到海外的基建项目中去，掌控产业链源头、控制能源、削弱美元霸权、收获国际友谊等等好处还是很多的，可别再让水流进房地产了。

镍产业链非常清晰，最主要的用途就是镍合金（铸币）、电池（镍氢、镍铬、三元锂）、电镀、不锈钢。除此之外，还能成为许多化学反应不可或缺的催化剂，纳米铁酸镍NiFe2O4在新兴材料领域价值很大，它可以催化二氧化碳分解，使其重新变成碳和氧气，从而在太空等高精尖领域得以应用。然而镍与我们生活也是息息相关，平均每5个人里就有1个人，会对镍离子存在或轻或重的过敏反应，镍甚至被指与诱发某些癌症相关，所以目前对于日常使用的不锈钢中该添加多少镍仍然存在争议。

如果你带钢制手表时间一长会烂手腕，恭喜你，你对镍过敏，真的是造镍啊。

（图/文/摄：太平洋汽车网 洪晓峰）