有锂走遍天下——碳酸锂行业深度研究

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上升最快。

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)。关于未来锂行业的第三轮周期，我们认为目前尚未启动，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。

锂精矿价格波动关于碳酸锂公司的盈利影响较大：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。典型加工公司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降。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：全球锂资源重要集中于“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，其中锂辉石矿重要分布于澳大利亚、加拿大、津巴布韦、扎伊尔、巴西和我国，锂云母矿重要分布于津巴布韦、加拿大、美国、墨西哥和我国。

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、动力锂电池等)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。工业级碳酸锂重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%)重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重要原料。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，重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要8-9年。盐湖的扩产由于环境的复杂性等原因周期更长。

基础锂产品的生产工艺分为盐湖和矿石锂两种方法。关于锂辉石原料，经过粉碎、研磨和浮选分离等工序得到锂辉石精矿。关于盐湖锂原料，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。关于锂的深加工产品，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重要原料进行合成。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。

锂产品之间可以相互转换。理论计算，生产1吨金属锂要6.13吨氯化锂，从赣锋锂业生产图中了解实际要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。