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有锂走遍天下——碳酸锂行业深度研究

北极星储能网  来源:财富证券    2019/3/14 9:11:50  我要投稿  

北极星储能网讯:碳酸锂是重要的储能材料:按照生产流程和产品链条划分,锂行业可分为基础锂产品和深加工锂产品,锂的基础产品有碳酸锂、氢氧化锂和氟化锂,碳酸锂是最重要的锂基础产品,其合成工艺根据锂原料分为两大类。按照下游需求,锂产业链有新能源、传统工业和新材料等应用端,其中新能源汽车的需求增长最快。

碳酸锂价格在2000年之后经历了两轮周期:分别是第一轮周期(2005-2009)、第二轮周期(2015-2019)以及中间的平稳过渡期(2010-2014)。对于未来锂行业的第三轮周期,我们认为目前尚未启动,需要等待本轮价格企稳之后,看未来全球新能源汽车行业的整体普及进程。

锂精矿价格波动对于碳酸锂企业的盈利影响较大:全球各地锂的提取成本不一,优良的盐湖锂生产碳酸锂的成本低于矿石锂。典型加工企业碳酸锂目前处于盈亏平衡点,未来精矿成本下跌或将带动碳酸锂价格下滑。碳酸锂价格的下跌将带动正极材料成本的下跌,单吨碳酸锂价格每下跌1万元,NCM523、NCM622和NCM811材料成本将分别下跌0.383万元/吨、0.381万元/吨和0.380万元/吨。

碳酸锂全球供应为寡头垄断,新能源汽车可有效拉动未来需求的增量:全球锂资源主要集中于“五湖一矿”,未来全球锂资源将呈现供应过剩状况。从长周期来看,未来新能源汽车将拉动百万吨级的碳酸锂需求。建议关注具有良好锂资源的天齐锂业和赣锋锂业。

1 碳酸锂是重要的储能材料

1.1锂是重要的能量元素

锂是一种重要的金属元素。锂(Li)在1817年由瑞典科学家阿弗韦聪在分析透锂长石矿时发现,是最轻的碱金属元素,原子量为6.941,地壳中丰度约0.0065%,居第二十七位。金属锂为一种银白色的轻金属,物理性质方面,熔点180.54℃,沸点1342℃,密度0.534克/厘米3,硬度0.6,质轻且软。电化学性质方面,金属锂具有很低的电化学势(-3.045V)和较强的电化学活性,容易和其他元素形成化合物,同时锂也是电化当量最大的金属,为2.98A·h/g。

锂的来源有盐湖和岩石矿等。锂由于较强的电化学性质,在自然界不以纯金属形式存在,多存在于矿物和无机盐中。盐湖资源多分布于智利、阿根廷等南美洲国家。岩石矿有锂辉石、锂云母、透锂长石等,其中锂辉石矿主要分布于澳大利亚、加拿大、津巴布韦、扎伊尔、巴西和中国,锂云母矿主要分布于津巴布韦、加拿大、美国、墨西哥和中国。

1.2锂产业链是储能关键

锂形成了完备的工业产业链。金属锂具有轻、软、高能量等特性,形成了从上游的盐湖和矿石到中游的碳酸锂、氢氧化锂和氟化锂等产品,再到下游的传统工业(金属冶炼、润滑剂、陶瓷玻璃等)、新材料(有机合成、生物医药)以及新能源(3C电池、动力电池等)等应用端整个完备的产业链。

按照生产流程和产品链条划分,锂产业链可分为基础锂产品和深加工锂产品。锂的基础产品有碳酸锂、氢氧化锂和氟化锂。碳酸锂按照纯度与化学指标分为工业级、电池级和高纯级碳酸锂。工业级碳酸锂主要用于制备各种深加工锂产品,还用于玻璃陶瓷工业等;电池级碳酸锂(纯度≥99.5%)主要用于生产锂离子电池的正极材料以及电解液;高纯级碳酸锂是生产压电材料钽酸锂的主要原料。氢氧化锂按照纯度与化学指标也可以分为工业级和电池级,工业级用于产品添加剂和二氧化碳吸附剂,电池级用于锂离子电池材料等。锂的深加工产品分为金属锂、氯化锂和丁基锂等,主要用于新材料和部分工业领域。

锂资源的开发周期较长。以常见的矿石锂为例,首先是资源勘探,接着是编制矿石储量JORC报告,再是环评报告、许可证的交付,之后开始设计开采,一般经历2年左右的建设期,在第三年开始交付产品。整个项目从最初的勘探到最终的出产品需要8-9年。盐湖的扩产由于环境的复杂性等原因周期更长。

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基础锂产品的生产工艺分为盐湖和矿石锂两种方法。对于锂辉石原料,经过粉碎、研磨和浮选分离等工序得到锂辉石精矿。对于盐湖锂原料,卤水先转移至蒸发池系统,通过曝光蒸发后,锂盐被浓缩在卤水中,该工序重复多次后得到氯化锂卤水,最终再转化为碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂产品。在天齐锂业的生产工艺图中,先将锂精矿煅烧、酸化、浸出和过滤得到硫酸锂,再加入碳酸钠、氢氧化钙和氯化钙分别得到基础锂产品碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂。对于锂的深加工产品,氯化锂通过电解和蒸馏得到金属锂产品,而丁基锂一般由金属锂和氯丁烷为主要原料进行合成。氟化锂分为工业级和电池级,工业级一般是碳酸锂和氢氟酸反应制备,电池级一般采用离子交换法除杂后制备。

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锂产品之间可以相互转换。理论计算,生产1吨金属锂需要6.13吨氯化锂,从赣锋锂业生产图中知道实际需要6.5吨氯化锂,过量6%。1吨金属锂可以生产3.03吨丁基锂。1吨Li2O对应0.475吨金属锂,即2.473吨碳酸锂当量。1吨单水氢氧化锂可以折算为0.88吨碳酸锂。

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