锂电池要无水 “爆炒”碳酸锂下隐藏的氢氧化锂,微粉,无水技术长路漫漫

小编 2024-11-29 电池定制 23 0

“爆炒”碳酸锂下隐藏的氢氧化锂,微粉、无水技术长路漫漫

新能源汽车的快速增长,为锂盐形成持续支撑,进入2022年锂盐价格延续上涨态势。有统计数据显示,截至3月14日,电池级碳酸锂高位报盘达52.5万元/吨,较年初上涨87.5%,工业级碳酸锂盐湖货源报价49万元/吨附近,较年初上涨84.91%,电池级氢氧化锂成交多在48万元/吨附近,较年初上涨120.18%。

图片来源:隆众资讯

成本下降、续航力提升和智能化成为未来新能源汽车行业发展的主要趋势。其中,续航能力主要取决于动力电池的能量密度,这意味着高镍三元电池将成为行业发展的主流,拉升对氢氧化锂的需求。根据赣锋锂业年报数据,2024年全球对氢氧化锂的需求量将超越碳酸锂,2025年氢氧化锂的需求总量将大幅增长至57.5万吨,5年平均增长率约为36.3%。

碳酸锂和氢氧化锂作为锂盐产品的一种,广泛应用于玻陶、润滑脂、制药等领域。随着3C消费电子产品、新能源汽车、电化学储能的发展,电池行业已经成为锂盐最重要的下游应用领域。碳酸锂主要用于钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和部分三元(3系、5系、部分6系)材料,而氢氧化锂则用于高镍三元正极材料中。

生产条件要求高镍三元材料只能使用氢氧化锂作为锂源,这是由于高镍三元材料的烧结温度不宜过高。无水氢氧化锂的熔点约为462℃,单水氢氧化锂的熔点约为470℃,而碳酸锂的熔点高达723℃。显而易见,氢氧化锂熔点和三元材料的烧结温度更加匹配,而碳酸锂则熔点过高。

一、氢氧化锂微粉化需求

三元前驱体是三元正极材料的前一道工序,三元正极材料的生产过程就是将三元前驱体与碳酸锂/氢氧化锂混合后烧结制成。在正极材料的生产过程中,氢氧化锂需要与三元前驱体混合均匀,方能获得更好的性能。三元前驱体通常是镍钴锰或者镍钴铝的混合物,呈微粉状,粉体粒度很小。

例如格林美的GEM-1-6型三元前驱体,粒径通常在5-6微米。而普通的粗颗粒氢氧化锂粒径通常在350-400微米,是前驱体粒径的近百倍。

资料来源:长远锂科招股说明书

研磨这个工艺看似简单,实则复杂,存在较深的壁垒。氢氧化锂呈强碱性,极易吸潮,并且对磁性异物极为敏感。粉碎这个环节对产品的粒度分布、磁性异物、损耗率和碳酸盐含量的控制要求极高。

另外,氢氧化锂研磨过程中存在着损耗,高昂成本使得正极材料厂望而却步。导致其结果是有自行研磨和不自行研磨两种市场。部分正极材料厂(以日系厂商为主)选择采购粗颗粒氢氧化锂并自行研磨。不自行研磨的正极材料厂要么选择锂盐厂直供微粉、要么亲自委托或者由锂盐厂代为委托第三方加工。

二、氢氧化锂无水需求

日常提到的氢氧化锂、或者行业网站对氢氧化锂的报价、锂盐厂交付的产品其实是单水氢氧化锂。单水氢氧化锂,分子式为LiOH·H2O,在单水氢氧化锂中,氢氧化锂的含量大约为56.5%,剩下均为结晶水。

正极材料厂往往将单水氢氧化锂直接和前驱体混合进行烧结,在烧结的过程中脱去结晶水。然而,脱水过程需要长达7-8小时,大幅度增加了能耗。脱水环节可能导致部分氢氧化锂与空气中的二氧化碳进行反应(简称碳化),碳化的产品无法应用,无疑提高了成本。并且,脱水环节极易成为正极材料厂的工艺瓶颈进而影响产出效率。

在氢氧化锂的技术路径中,无水氢氧化锂无疑是更接近终极的技术。无水氢氧化锂指的是氢氧化锂经高温处理后,脱去结晶水的氢氧化锂。无水产品在生产、包装、防护过程中要求都更高。氢氧化锂本身便是有刺激性味道的危险化学品,并且脱水后的氢氧化锂更易碳化、吸潮性更强,脱水后分子引力上升导致容易出现结块现象。

三、目前氢氧化锂制备技术

氢氧化锂生产工艺主要以锂矿石精矿和盐湖卤水为原料,根据其生产方法不同,可分为石灰石焙烧法、纯碱加压浸出法、碳酸锂苛化法、硫酸锂苛化法、电解法等。

(1)石灰石焙烧法

石灰石焙烧法是以锂云母(Li2O含量3.6~4.2%)与石灰石按1:3质量比进行混合细磨、生料配浆,送入800~900℃回转窑中进行焙烧,高温条件下石灰石分解为氧化钙,与锂云母反应生成LiOH,焙烧后的熟料经水淬浸出、蒸发浓缩后得到氢氧化锂产品。石灰石焙烧法工艺成熟,但该法存在物流量大(每吨产品需分解40吨石灰石)、设计产能低(2.07×45m回转窑设计产能800 t/a)、渣量多(42t渣/t产品)、锂收率低(67%左右)等弊端,且由于生产中的矿浆具有凝聚性,导致设备的清理维护较困难,该方法正逐步被淘汰。

(2)纯碱加压浸出法

纯碱加压浸出法是以锂辉石精矿(Li2O含量5.5~7.5%)为原料,在1050~1100℃的回转窑中焙烧,使锂辉石晶体构型由α型转化为易于生产加工的β型,然后根据Li2O含量加入3.5~7.0倍纯碱,在200℃的高压反应釜中进行加压浸取,浸出液经碳化反应除去矿物中不溶性杂质,加入精制石灰乳进行苛化作用制备氢氧化锂。纯碱加压浸出法制备的氢氧化锂产品纯度高,整体工艺锂回收率高,但由于该工艺中使用高压反应釜作为核心浸出设备,压力高达2.5 MPa,操作条件较为严苛,且卸压卸料过程繁琐,无法实现连续进出料,造成设备产能小,生产效率低。

(3)碳酸锂苛化法

该法是以碳酸锂与精制石灰乳为原料,按1:1.08的摩尔比进行配浆,调节苛化液浓度为18~20 g/L,控制苛化时间为30 min左右。由于碳酸锂和石灰乳在水中溶解度均较小,反应过程需加热至沸腾并强力搅拌,反应液经离心分离得到难溶的CaCO3沉淀和质量浓度约3.5%的LiOH溶液,滤液经蒸发浓缩、结晶干燥后制得单水氢氧化锂产品。其工艺流程见图。

碳酸锂苛化法工艺流程

(图片来源:邓顺蛟.西台吉乃尔盐湖膜分离卤水制备氢氧化锂的工艺研究)

碳酸锂苛化法是国外生产氢氧化锂的主流工艺,美国FMC、雅宝(ALB)公司的氢氧化锂产品均由碳酸锂苛化法来制备,该方法具有生产能耗低、物料流通量小、工艺流程短等优点,但由于苛化反应过程转化不完全,导致产品中的杂质含量偏高,用来生产高纯度锂产品比较困难,增加产品纯化装置易造成设备投资加大,经济效益低。

(4)硫酸锂苛化法

硫酸锂苛化法是将锂辉石精矿经950~1100℃转型焙烧、250~300℃酸化焙烧处理后,中和浸取得到8.5%硫酸锂浸出液;将其强制蒸发至浓度为17%,根据浸取母液中锂含量加入对应理论量的烧碱溶液,冷冻至-10℃条件下析出芒硝

(Na2SO4·10H2O),冷冻料浆经离心分离、深度除杂、结晶干燥后,可制得单水氢氧化锂产品。其工艺流程如图。

硫酸锂苛化法工艺流程

(图片来源:邓顺蛟.西台吉乃尔盐湖膜分离卤水制备氢氧化锂的工艺研究)

(5)电解法

电解法是以含锂水溶液为原料,通过直流电源作用来制备氢氧化锂的方法,根据其发展历程,可分为水银电解法、隔膜电解法、离子膜电解法以及双极膜电渗析法等。

小结:

在看似竞争的关系下,碳酸锂和氢氧化锂二者同样存在着水乳交融的联系。氢氧化锂加工隶属新能源产业中游,新能源产业在我国启动较早,客户集中于国内。随着高镍三元材料需求提升,微粉、无水氢氧化锂技术终将随着产线配套、工艺成熟度、成本问题、行业标准、话语权争夺等阻碍因素而破解,这一技术路径大概率会成为未来产业的发展趋势。

锂行业深度研究:电池与传统工业的需求,对锂价格敏感度几何?

(报告出品方/分析师:国金证券 倪文祎 )

一、动力电池:锂成本占比 8%,22 年需求基本满足

结论一: 锂价上涨到50万/吨,磷酸铁锂整车、三元整车、电动自行车、电动工具中锂成本占比分别为8.42%、7.89%、6%、2.44%。锂价每涨10万对应其成本的抬升分别为3807 元、5363元、67元、7元。

结论二: 根据国金电新组观点,电动车已经进入 C 端自发需求驱动,近期市场担忧的补贴退坡、上游涨价等因素预计对 22 年终端影响不大。预计 22 年全球新能源车产量 1000 万辆,按照 22 年供给 71 万吨 LCE,剔除掉其他领域锂用量,预计仍可满足 900-1000 万辆新能源车需求。

1.1 新能源车:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 1%-2%

磷酸铁锂整车:锂价每涨 10 万,成本上升 3807 元

据富临精工的投资者问答,1Gwh 电池需要磷酸铁锂正极材料 2200- 2500 吨,每吨磷酸铁锂需要 0.25 吨碳酸锂,因此碳酸锂单耗为 0.55- 0.625 千克 LCE/Kwh,取中值 0.5875。

以比亚迪汉 EV 标准续航版豪华型为例,电池能量 64.8kWh,磷酸铁锂刀片电池,售价 22.61 万元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在磷酸铁锂整车价格中占比分别为 1.68%、5.05%、8.42%。锂价每上涨 1 万元、 10 万元,对应磷酸铁锂整车成本抬升分别为 381 元、3807 元。

三元整车:锂价每涨 10 万,成本上升 5363 元

根据当升科技投资者问答,每生产 1GWh 三元锂电池大约需要 1800 吨三元正极材料,单吨三元材料消耗碳酸锂当量为 0.38 吨,则 1KWh 电池碳酸锂单耗为 0.684 千克 LCE。

以特斯拉 model3 高性能全轮驱动版为例,电池能量 78.4kWh,三元锂电池,售价 33.99 万元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在三元整车价格中占比分别为 1.58%、4.73%、7.89%。锂价每上涨 1 万元、10 万 元,对应三元整车成本抬升分别为 536 元、5363 元。

锂价上涨对终端销量影响不大,22 年需求基本满足

复盘 70 年代石油危机等历史上的经验,GDP 与汽车销量波动基本一致,而行业性的冲击如油价、大宗原材料上涨等,更多产生的是结构性效应,对整体销量影响较小。因为汽车与其他消费品不同,汽车是销售价格最宽的消费品之一。

22 年新能源补贴标准较 21 年退坡 30%,叠加原材料涨价影响,22 年初部分车企如特斯拉、广汽、小鹏、比亚迪等宣布上调价格,特斯拉涨幅较大(1-2 万),其他车企涨幅多在 1000-8000 元左右。毛利率高的车企面对锂价上涨弹性相对更大。

根据国金电新组观点,电动车已经进入 C 端自发需求驱动,近期市场担忧的补贴退坡、上游涨价等因素预计对 22 年终端影响不大,预计22年全球新能源车产量 1000 万辆,按照 22 年供给 70 万吨 LCE,剔除掉其他领域锂用量,预计仍可满足 900-1000 万辆新能源车需求。

1.2 电动自行车:锂价每涨 10 万,锂成本占比上涨 1%-2%

随着电动自行车新国标正式实施后,驱动“非标车”更换,电动自行车锂电池已逐步取代铅酸电池,锂电化渗透率快速攀升。电动自行车锂电池技术路线多样化,三元、铁锂和锰酸锂并存,消费者对价格敏感、安全性要求高。

以小牛电动 MQi+青春版为例,48V 电压,20Ah 容量,对应带电量为 0.96kWh,售价 5599 元。根据观研天下,1kWh 电动自行车用锂电池消耗碳酸锂当量 0.7kg。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个电动自行车价格中占比分别为 1.2%、3.6%、6.0%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应电动自行车成本抬升分别为 7 元、67 元。

1.3 电动工具:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 0.5%

传统的电动工具主要通过电线插电驱动,在使用时会存在诸多不便和安全隐患,譬如要寻找电源接口或自带发电机,可能触电和发生过载等。相比之下,无绳的充电式电动工具优势突出。根据弗若斯特沙利文数据,2020 年无绳电动工具的渗透率已达到 52.3%。

电动工具电池主要有镍镉、镍氢电池和锂离子电池,2019 年全球锂电池在无绳电动工具中占比达到近 87%,锂离子电池占主导,渗透率持续提升。因电动工具对于高倍率放电、高能量密度的要求,目前基本被三元电池体系垄断。

目前电动工具用锂电池主流为三元 5 系搭配石墨体系的 18650 型圆柱电池,少数特殊国外品牌的电动工具使用 NCM811 或者 NCA 的 21700 与 26650 型圆柱电池(主要为工业级/专业级电动工具)。

以德力西电气电钻家用充电多功能手电钻工具为例,20V 电压,1300mAh 容量,对应带电量为 26wh,售价 373 元,1kWh 电动工具用锂电池消耗碳酸锂当量 0.7kg。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个电动工具价格中占比分别为 0.49%、1.46%、2.44%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应电动工具成本抬升分别为 0.18 元、1.82 元。

二、消费电池:锂成本占比极低,基本不受影响

结论一: 传统消费电子应用以钴酸锂电池为主,未来随着移动电源、智能音箱、智能穿戴、无线耳机等新型消费电子领域发展,全球消费型锂电池市场将维持稳定增长的趋势。

结论二: 锂价上涨到 50 万/吨,4G/5G 手机、笔记本电脑、平板电脑等 3C 产品中锂成本占比分别为 0.29%/0.14%、0.3%、0.23%。锂价每涨 10 万 对应其成本的抬升分别为 0.78 元/1.17 元、3.66 元、2.11 元。因此锂价上涨对 3C 产品价格、需求基本没有影响。

2.1 手机:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 0.06%

根据 GSMArena,单个 4G 手机平均电池容量为 3000mAh;单个 5G 手机电池容量多为 4000-5000mAh,取中值 4500 mAh。根据《我国新能源汽车产业锂资源需求分析及政策建议》,1GWh 钴酸锂电池对应碳酸锂需求量为 703 吨。

按照锂离子电池标称电压 3.7V,单个 4G 手机带电量为 11.1wh,折合碳酸锂需求量为 7.8g;单个 5G 手机带电量为 16.65wh,折合碳酸锂需求量为 11.7g。根据 IDC,21 年全球 4G 手机 ASP(平均售价)约为 206 美元, 5G 手机 ASP 约为 634 美元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个 4G 手机价格中占比分别为 0.06%、0.17%、0.29%。锂价每上涨 1 万元、10 万元, 对应 4G 手机成本抬升分别为 0.08 元、0.78 元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个 5G 手机价格中占比分别为 0.03%、0.09%、0.14%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应 5G 手机成本抬升分别为 0.12 元、1.17 元。

2.2 笔记本电脑:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 0.06%

单个笔记本电脑锂单耗与单个手机锂单耗相同,为 703 吨 LCE/Gwh。根据真锂研究的数据统计,2016-2018 年主流笔记本电脑的平均电量保持在 52Wh 左右,预计未来几年笔记本电脑的平均电池电量不会有太大变动。

假设单个笔记本电脑均价为 6000 元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个笔记本电脑价格中占比分别为 0.06%、0.18%、0.30%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应笔记本电脑成本抬升分别为 0.37 元、3.66 元。

2.3 平板电脑:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 0.04%

单个平板电脑锂单耗与单个手机锂单耗相同,为 703 吨 LCE/Gwh。根据真锂研究测算,2018 年平板电脑的平均带电量在 30wh 左右,预计这一数值在未来几年变化不大。假设单个平板电脑均价为 4500 元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个平板电脑价格中占比分别为 0.05%、0.14%、0.23%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应平板电脑成本抬升分别为 0.21 元、2.11 元。

三、储能电池:价格敏感度高,后续影响需观察

结论一: 储能按照应用场景可大致分为电源侧(光储及风储)、用电侧(家庭及工商业)及电网侧(调峰及调频)。在“碳中和”大背景下,叠加新政出台,储能市场将进入快速增长期。根据 EVTank 数据,21 年全球储能电池出货量 66.3GWh,同比增长 132.6%。根据起点研究,预计 25 年全球储能电池出货量将达到 1Twh,锂电池储能占比将提升至 95%。

结论二: 锂价上涨到 50 万/吨,5G 宏基站、便携式储能中锂成本占比分别为 7.93%、9.79%。锂价每涨 10 万对应其成本的抬升分别为 635 元、59 元。储能企业普遍对价格敏感度高,但行业处于快速成长期,市场空间大,企业参与程度较高,目前需求占比较低,后续涨价影响和传导途径仍需观察。

3.1 5G 宏基站:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 1%-2%

根据工业和信息化部统计,截至 21 年底,我国累计建成并开通 5G 基站 142.5 万个,同比增长 120%,目前 5G 基站总量占全球 60%以上。

相比 4G,5G 单站功率提升约 2 倍且基站个数预计大幅提升,对应储能需求大幅增长。根据 GGII 数据,传统 4G 基站单站功耗 780-930W,而 5G 基站单站功耗 2700W 左右。以应急时长 4h 计算,单个 5G 宏基站备用电源需要 10.8kWh。

在 5G 储能电池参与调峰降成本的情况下,充放电次数将大大增加,磷酸铁锂电池低全周期成本的优势将得以发挥。据富临精工的投资者问答,1Gwh 电池需要磷酸铁锂正极材料 2200-2500 吨,每吨磷酸铁锂需要 0.25 吨碳酸锂,因此碳酸锂单耗为 0.55-0.625 千克 LCE/Kwh,取中值 0.5875。

根据中国移动 20 年 5G 设备采购方案,折合每个 5G 基站的成本在 16 万 元左右,成本由主设备(BBU、AAU)、动力配套设备(电源、电池、空调、监控)、土建施工共同组成,其中整个动力配套设备的成本约在 3-5 万元左右,取中值 4 万元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个 5G 宏基站动力配套设备价格中占比分别为 1.59%、4.76%、7.93%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应 5G 宏基站动力配套设备成本抬升分别为 63 元、635 元。

3.2 便携式储能:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 2%

便携式储能产品是一种内臵高能量密度锂离子电池系统,可提供稳定交流/直流电压输出的电源系统,可满于户外休闲运动、野外作业、家庭小型应急备电等场景对 0.5-2KWh 的备电需求。

根据 GGII 数据显示,21 年全球便携式储能产品出货规模在 290 万台。未来 4 年该市场仍然有较大的增长空间,到 25 年全球便携式储能产品的出货量有望达到 1900 万台。预计 21 年全球便携式储能用锂电池需求量为1.45GWh,25 年全球便携式储能锂电池的需求量有望突破 15GWh。根据中国化学与物理电源行业协会,1KWh 的便携式储能约 3000 元。

锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单个便携式储能 价格中占比分别为 1.96%、5.88%、9.79%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应便携式储能成本抬升分别为 6 元、59 元。

四、传统工业:需求刚性强,部分无法替代

结论一: 锂在传统工业领域用途主要为玻璃、陶瓷、润滑脂、空气处理、铝冶炼钢铁铸造、新材料(锂系合金和橡胶)、核工业(核燃料和反应堆中的控制棒)以及他汀类降血脂药生产过程中的催化剂和抗艾滋病药的生产等方面,预计每年需求稳定在 3%左右增长。

结论二: 锂价上涨到 50 万/吨,玻璃、日用/建筑陶瓷、锂基润滑脂中锂成本占比分别为 10.78%、0.06%/0.6%、32.5%。锂价每涨 10 万对应其成本的抬升分别为 2.48 元、9.88 元/5 元、1300 元。

结论三: 玻璃工业品需求受涨价影响较大,除了微晶玻璃等必须用锂外,其他品种减产可能性大;陶瓷中锂成本占比不足 1%,影响有限;锂基润滑脂在锂价 50 万/吨对应锂成本占比超过 30%,但皂基替换难度较大,锂基仍占据主导地位,不易减产。预计锂价上涨最多影响 3 万吨传统部分需求。

4.1 玻璃:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 2%-3%

锂精矿或锂化物在制造玻璃时有较大的助熔作用,添加到玻璃配料中能够降低玻璃熔化时的温度和熔体的粘度,简化生产流程,降低能耗,延长炉龄,增加产量,改善操作条件,减少污染。此外,在玻璃中添加锂化合物还能降低玻璃热膨胀的系数,改善玻璃的密度和光洁度,提高制品的强度、延性、耐蚀性及耐热急变性能。

预计 25 年全球平板玻璃对锂需求 4.89 万吨,3年 CAGR=3%

根据《中国锂矿资源需求预测》,每生产 1 重量箱玻璃大约需要 0.01kg 的氧化锂,折合 LCE 为 0.0248kg。

21 年我国平板玻璃产量为 10.17 亿重量箱,假设 22-25 年产量维持 3% 增速;20 年我国平板玻璃产量约占世界总产量 58%,假设 22-25 年占比维持不变。

玻璃需求受锂价上涨影响较大

选取 21 年平板玻璃价格 115 元/重量箱,因此锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单位重量箱平板玻璃价格中占比分 别为 2.16%、6.47%、10.78%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应平板玻璃成本抬升分别为 0.25 元、2.48 元。

玻璃作为传统工业品,50 万锂价对应锂成本占比达到 10%以上,需求可能受到抑制或被替代,预计最多影响 2 万吨。

微晶玻璃必须用锂,不易减产

微晶玻璃,又名玻璃陶瓷,是通过玻璃在加热过程中进行控制晶化而得到的一种含有大量微晶体的多晶固体材料,其微观组织是由细小晶体及残余玻璃相组成。微晶玻璃可以在需要耐受恶劣环境和极高工作温度的组件中,例如固体氧化物燃料电池和电解池中用作密封材料。

对于每块微晶玻璃而言,锂都是不可或缺的原料。从技术角度看,锂材料成分可实现产品的零膨胀率,从而使微晶玻璃可被应用于高温范围的应用,且不会使电压中断。

4.2 陶瓷:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 0.01%-0.2%

陶瓷中加入少量锂辉石可降低烧结温度,缩短烧结时间,改善陶瓷的流动性和粘着力,提高陶瓷的强度和折射率,增强陶瓷的耐热、耐酸、耐碱、耐磨以及耐热急变性能。利用锂辉石制成的锂辉石质低热膨胀陶瓷及低热膨胀釉料被广泛应用到微波炉内的托盘、电磁灶面板、汽轮机叶片、火花塞、低热膨胀系数泡沫陶瓷以及轻质陶瓷等中。

预计 25 年全球陶瓷对锂需求 1.03 万吨,3 年 CAGR=3%

我国陶瓷主要分为日用陶瓷和建筑陶瓷,产量近五年保持稳定增长,假设 22-25 年维持 3%增速;根据中国能源网,我国日用陶瓷产量约占全球 70%,建筑陶瓷产量约占全球 64%,假设 22-25 年占比均维持不变,建筑陶瓷质量约为 12kg/m2。

根据《中国锂矿资源需求预测》,日用陶瓷将含 0.2%的氧化锂的锂辉石加入到坯体中并占坯体质量的 2%即可达到工业目标;建筑陶瓷将含 0.1%的氧化锂的锂辉石加入到坯体中并占坯体质量的 5%即可达到工业目标。

根据中矿资源公告,氧化锂与碳酸锂当量转换系数为 1:2.47,测算出 1 万吨日用陶瓷耗锂量为 0.988 吨,1 万吨建筑陶瓷耗锂量为 0.5 吨。

陶瓷中锂成本占比不足 1%

预估日用陶瓷均价 8 元/件,单位亿件可转换成重量万吨,则单吨日用陶瓷价格约为 8 万元,因此锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/ 吨对应锂成本在单吨日用陶瓷价格中占比分别为 0.01%、0.04%、0.06%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应日用陶瓷成本抬升分别为 0.99 元、9.88 元。

根据蒙娜丽莎公告,预估建筑陶瓷均价 50 元/m2,建筑陶瓷质量约为 12kg/m2,则单吨建筑陶瓷价格约为 4167 元,因此锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单吨建筑陶瓷价格中占比分别为 0.12%、0.36%、0.60%。锂价每上涨 1 万元、10 万元,对应建筑陶瓷成本抬升分别为 0.5 元、5 元。

4.3 锂基润滑脂:锂价每涨 10 万,锂成本占比涨 6%-7%

锂基润滑脂与钾、钠、钙基类的润滑脂相比,具有抗氧、耐压、润滑性能好的优点,特别是锂基润滑脂的工作度宽,抗水性能好,在-60℃-300℃下几乎不改变润滑脂的粘性,即使水量很少时,也仍能保持良好的稳定性,因而被应用到飞机、坦克、火车、汽车、治金、石油化工、无线电探测等设备上。锂作为增稠剂可以将润滑脂使用寿命延长 4 年,并能够提高润滑性能。

预计 25 年全球锂基润滑脂对锂需求 1.31 万吨,3年 CAGR=3%

根据《中国锂矿资源需求预测》,生产每百千克锂基润滑脂需要 1.5 千克单水氢氧化锂,氢氧化锂与碳酸锂转换比例约为 8:7,则单吨锂基润滑脂消耗碳酸锂当量为 0.013 吨。

根据美国润滑脂协会,2019 年全球润滑脂产量为 120.7 万吨,同比增长 2.8%,其中普通+复合锂基润滑脂产量占比 70%左右。假设 22-25 年全球润滑脂产量维持 3%增速,锂基润滑脂占润滑脂 70%比例维持不变。

锂基润滑脂对价格敏感度高,锂价 50 万/吨对应锂成本占比超过 30%

根据市场价格,15kg 锂基润滑脂价格在 200-400 元不等,取中值 300 元,则单吨锂基润滑脂价格为 2 万元。

因此锂价在 10 万元/吨、30 万元/吨、50 万元/吨对应锂成本在单吨锂基润滑脂价格中占比分别为 6.5%、19.5%、32.5%。锂价每上涨 1 万 元、10 万元,对应锂基润滑脂成本抬升分别为 130 元、1300 元。

锂基润滑脂必须用锂,难以找到替代品,不易减产

本轮氢氧化锂价格大幅上涨已经传导至下游润滑油脂生产商,中国石化润滑油、龙蟠科技、三和化工、统一石油、埃克森美孚等企业均上调润滑脂产品价格 5%-20%幅度。

锂基润滑脂各项性能相对均衡,较无水钙、铝复合物、磺酸钙复合物、聚脲等其他替代品产能规模更大,市场接受度更高。尽管氢氧化锂价格持续上涨,皂基替换难度较大,锂基仍占据主导地位。

五、报告总结

5.1 总结

锂主要四大下游为动力电池、消费电池、传统工业、储能电池。

动力电池锂价每涨 10 万,磷酸铁锂整车成本上升 3807 元,锂成本占 比涨 1.7%;三元整车成本上升 5363 元,锂成本占比涨 1.6%;电动自行车、电动工具锂成本占比分别涨 1.2%、0.5%。根据国金电新组观点,预计 22 年全球新能源车产量 1000 万辆,按照 22 年供给 70 万吨 LCE,剔除掉其他领域锂用量,预计仍可满足 900-1000 万辆新能源车需求。

消费电池锂成本占比不到 1%,基本不受影响。锂价每涨 10 万对应其成本占比抬升比例不到 0.1%。锂价上涨对 3C 产品价格、需求基本没有影响。

储能电池对价格敏感度高,后续影响需观察。锂价每涨 10 万,储能锂成本占比涨 2%-3%。储能企业普遍对价格敏感度高,但行业处于快速成长期,市场空间大,企业参与程度较高,目前需求占比较低,后续涨价影响和传导途径仍需观察。

传统工业需求部分无法替代,预计最多影响 3 万吨 LCE。玻璃工业品需求受涨价影响较大,除了微晶玻璃等必须用锂外,其他品种减产可能性大;陶瓷中锂成本占比不足 1%,影响有限;锂基润滑脂在锂价 50 万/吨对应锂成本占比超过 30%,但皂基替换难度较大,锂基仍占 据主导地位,不易减产。预计锂价上涨最多影响 3 万吨传统部分需求。

5.2 行业标的

22 年重点围绕“业绩+成长”思路:有资源有加工产能且未来有成长性的公司,龙头天齐锂业、赣峰锂业,弹性标的永兴材料、盛新锂能、科达制造等。

六、风险提示

高价格反噬需求,电车等下游需求不达预期等。当前锂盐价格达到 40w 以上,对应不同下游成本抬升幅度不同,部分下游对价格敏感度高,持续高价格将有可能平抑需求。

锂公司产量释放不达预期,导致业绩的不达预期。锂公司投产进度可能不及预期,导致产量释放不及预期,业绩不及预期。

锂盐价格后期走势不确定性加大。目前锂价 50w 左右,处于历史绝对高位,但 24、25 年为供给端产能集中释放期,暂不考虑需求,供给的不确定性加大,因此锂盐价格走势可能偏离预期。

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