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2019年中國氫氧化鋰市場現狀及氫氧化鋰需求趨勢分析[圖]

2020年03月30日 13:24:11字號:T|T

国产三级农村妇女在线    氫氧化鋰和碳酸鋰類似,都是鋰的化合物,處于鋰產業鏈的中游冶煉加工環節。氫氧化鋰具有強腐蝕性,屬于危險化學品,故生產難度高于碳酸鋰。兩種鋰鹽都是生產鋰電池正極材料時的鋰源,目前碳酸鋰主要用在生產磷酸鐵鋰和三元材料中的中低鎳正極材料上(NCM 111、523 以及部分 622),而氫氧化鋰主要用于生產三元材料中的鎳正極材料(部分NCM622,全部的 NCM811、90505 以及 NCA)。

国产三级农村妇女在线    一、現狀

    在將鋰鹽與三元前驅體顆粒混合燒結時,需要鋰鹽呈熔融液態。液體的優異流動性可以使鋰鹽與三元前驅體顆粒均勻混合,從而使燒結出的正極材料具有較為優異的電化學性能。然而,高鎳三元材料的燒結溫度不宜過高然而,高鎳三元材料的燒結溫度不宜過高。無水氫氧化鋰的熔點約為 462℃,單水氫氧化鋰的熔點約為 470℃,而碳酸鋰的熔點高達 723℃。因此,生產高鎳三元材料從性能要求上只能使用氫氧化鋰作為鋰源,而生產中低鎳三元材料和磷酸鐵鋰等可以使用更加廉價的碳酸鋰作為鋰源。

6 系三元及以上需要采用氫氧化鋰作為鋰源(Wh/L)

技術路線
可用鋰源
電池單體
體積利用率
預計電池包
預計對應
體積能量密度
假設值
體積能量密度
續航里程
鐵鋰
碳酸鋰
349
50%
192
300km 左右
5系三元
碳酸鋰
482
50%
241
400km 及以下
6系三元
碳酸鋰/氫氧化鋰
527
50%
263
400Km 左右
8系三元/NCA
氫氧化鋰
550
55%
275
500km 及以上

數據來源:公開資料整理

    使用碳酸鋰成品,利用苛化作用生產氫氧化鋰,俗稱“苛化法”,多以廉價的鹽湖鹵水碳酸鋰作為原料。使用碳酸鋰成品,利用苛化作用生產氫氧化鋰,俗稱“苛化法”,多以廉價的鹽湖鹵水碳酸鋰作為原料。采用苛化法生產氫氧化鋰的企業,大部分利用自有鹽湖生產的碳酸鋰(比如 SQM,Livent,Orocobre 等等);小部分選擇外購碳酸鋰并加工為氫氧化鋰(比如衢州永正等,另外 Livent 自產碳酸鋰不足時也會選擇外購)。

    以鋰精礦為原料,通過“一步法”生產氫氧化鋰(也稱“冷凍法”),是國內企業主要的氫氧化鋰生產方式。以鋰精礦為原料,通過“一步法”生產氫氧化鋰(也稱“冷凍法”),是國內企業主要的氫氧化鋰生產方式。目標明確的企業可以直接布置氫氧化鋰產線,將鋰精礦經過煅燒、焙燒、浸出、除雜等流程直接得到電池級氫氧化鋰。另一方面,也有很多企業選擇將前端回轉窯共用,后端分別布置碳酸鋰產線和氫氧化鋰產線,根據碳酸鋰和氫氧化鋰的具體生產計劃將中間產品硫酸鋰按比例分配至不同產線進行生產,實現所謂的“柔性產能”。

兩種氫氧化鋰生產方法優缺點對比

-
一步法 (冷凍法)
苛化法
優勢
(1)理論總轉化成本最低;
(2)對于新上產線的企業,能夠以稍高的資本開支,實現所謂的“柔性產能”;
(3)生產工藝調試完畢后,產出的氫氧化鋰品質較高;
(4)對于已有碳酸鋰產能試圖轉向氫氧化鋰的企業,可將已有的回轉窯等設備利用起來,降低氫氧化鋰產線的資本開支(例如贛鋒鋰業的馬洪三期 5 萬噸氫氧化鋰產線,前端大窯僅有部分精礦處理能力,需要調用已有碳酸鋰產線的大窯實現滿產)。
(1)產線投資較小(不需要大窯進行燒結);
(2)產線建設時間短(半年左右);
(3)工藝流程短,初步技術的掌握較為容易。
劣勢
(1)資本開支高,產線建設時間較長;
(2)工藝流程長,關鍵技術環節多。
(1)鹵水碳酸鋰的雜質成分不穩定,因此生產出高品質、高一致性的氫氧化鋰難度較大(目前用苛化法的企業只有 Livent 實現了大批量對日韓供貨);
(2)總加工費較高,目前將碳酸鋰加工為氫氧化鋰的加工費約為 8000 元/噸。若無自有的廉價鹵水碳酸鋰原料,當前價差下外購碳酸鋰加工氫氧化鋰幾無利潤。

數據來源:公開資料整理

    目前氫氧化鋰相對碳酸鋰的溢價正處于近兩年的最低水平。生產一噸氫氧化鋰和碳酸鋰分別需要消耗 7.2/7.8 噸鋰精礦,氫氧化鋰的單噸加工成本和碳酸鋰相近,并且由于其屬于危化品等生產技術難點而享有一定溢價。但是,隨著氫氧化鋰產能的逐步投放和國內高鎳三元放量時間點的屢屢推遲,氫氧化鋰相對碳酸鋰的溢價也從2018年9月的約4萬/噸下跌至 2020年2月的約5000元/噸。 碳酸鋰和氫氧化鋰從工藝上可以實現相互轉化,從長期視角來看,兩者的價差難有較大的背離,通常情況下價差會在2萬以內。

氫氧化鋰(韓國交到)價格與國內粗顆粒氫氧化鋰價格價差明顯(元/噸)

国产三级农村妇女在线數據來源:公開資料整理

    中國是全球氫氧化鋰的主要生產基地:除了眾多的本土企業,海外鋰巨頭雅保、Livent的主要氫氧化鋰工廠也基本都在中國。根據調查數據顯示,2019 年中國合計向日韓出口氫氧化鋰4.68萬噸,占我國氫氧化鋰合計出口量4.87萬噸的96%。據我們推算,2019年中國811動力電池裝機量約為3GWh左右,按照 0.9kg LiOH/KWh 粗略推算對應氫氧化鋰僅 2700 噸。即使考慮備庫和部分622的氫氧化鋰需求,氫氧化鋰內需量和我國出口至日韓的量仍有較大差距。動力電池巨頭LG 化學、三星 SDI、松下等均在日韓,并且大部分的都選擇自產正極材料或者從本土企業處外購。毫無疑問,日韓是當前氫氧化鋰的主要消費市場。并且,考慮到日韓電池廠和歐美車企的高鎳化進程顯著領先于中國電池廠和車企, 預計較長的一段時間內日韓都將是氫氧化鋰的主要消費市場。

国产三级农村妇女在线日韓電池巨頭的正極材料普遍自產或從本土企業外購

-
LG化學
三星SDI
松下
研發實力
1)集團即化學品和材料龍頭;2)獨立的電池材料部門;3)專利技術較多
SDI 研究量產技術,三星集團研究前沿技術
老牌龍頭企業,與特斯拉配套
正極材料
自產正極
大部分外購(優美科為主,其余為韓國供應商)
主要為日本本土供應商(住友等)

數據來源:公開資料整理

日韓電池企業與國內兩大巨頭產能對比(GWh)

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容百是國內領先的高鎳正極企業

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国产三级农村妇女在线2019 年中國總計出口氫氧化鋰 4.87 萬噸

數據來源:公開資料整理

2019 年中國向日韓合計出口氫氧化鋰 4.68 萬噸

數據來源:公開資料整理

    將電池容量與安全性兼顧,需要先進的電池技術和異常穩定的高品質原材料供給,尤其是氫氧化鋰需要先進的電池技術和異常穩定的高品質原材料供給,尤其是氫氧化鋰。 氫氧化鋰的核心技術壁壘也體現于此:長期、穩定地向客戶供應雜質控制合格、高度一致化并且符合定制化要求的產品。為此,日韓廠商設立了嚴苛的認證程序來篩選鋰鹽供應商。高付出需要高回報,日韓廠商也愿意給予鋰鹽廠較為可觀的利潤空間,并與之簽訂長協訂單,利用公式定價并定期調價(通常為季度)。規模較大的日韓廠商在篩選氫氧化鋰供應商時要求較為嚴苛,行業龍頭企業最有望能夠脫穎而出;而較高的供貨資質要求也使得雙方的合作粘性提升。

    產品品質、定制化要求高:傳統車企出現零部件質量問題只需召回更換指定零部件,而新能源車的電池缺陷則易導致自燃等問題,且召回代價也很大。 高鎳電池的安全性與氫氧化鋰的磁性異物、酸性不溶物、一致性等指標關系緊密。難上加難的是, 當前供應韓國的以微粉氫氧化鋰為主,在粗顆粒氫氧化鋰后又多了一道粉碎工序,材料廠對產品的粒徑和粒徑分布都有較高要求,甚至部分材料廠已經開始要求鋰鹽廠供應脫去結晶水的 無水微粉氫氧化鋰(以避免混合燒結的過程中脫水而引起質量問題)。能夠針對材料廠的定制化要求進一步加工處理氫氧化鋰產品對鋰鹽廠的工藝技術和生產經驗都提出了更高的要求。

    鋰鹽廠需自有資源:擁有資源是保障資源穩定供應的最好途徑,也是積累、提升工藝水平的前提保障。若鋰鹽廠能夠擁有自有資源,也能有效避免在更換原料供應時帶來鋰鹽雜質成分與含量的不穩定,保證鋰鹽產品的穩定性和一致性。

    鋰鹽廠需具備較大規模:一方面,較大的規模能夠有效保證公司經營的穩定性,并且隨著正極材料廠和車企產能擴張,能夠保障配套的鋰鹽供應;另一方面,氫氧化鋰的最終需求主體主要為歐美車企(特斯拉、大眾、寶馬等),而鋰鹽廠較大的規模(最好是上市企業)也通常意味著鋰鹽廠相對較高的 ESG 水平。電池廠和材料廠作為鋰鹽廠和車企之間的橋梁,自然會對高 ESG 水平的鋰鹽廠更加青睞。

    認證過程歷時較長、條件嚴苛:認證期一般在 6-12 個月,鋰鹽廠需要在認證期內持續供應符合條件的氫氧化鋰樣品以證明其產品能持續達到材料廠的要求。并且,認證期內材料廠不會大量采用其鋰鹽產品,若缺少穩定的國內供應客戶便會造成鋰鹽廠庫存堆積。加之氫氧化鋰易潮解、碳化,需填充惰性氣體儲存,不宜長期存放。因此,認證過程對鋰鹽廠的財力、物力都間接提出了很高要求。

    瓜分日韓氫氧化鋰這塊“兵家必爭之地”的頭部鋰鹽廠主要有四家:美國雅保、贛鋒鋰業、Livent ) 和衢州永正(以粉碎代加工為主)。其中雅保、贛鋒鋰業、Livent 是世界知名的頭部鋰鹽生產商,衢州永正是近年崛起的重要代加工力量,主要以將粗顆粒氫氧化鋰加工為微粉氫氧化鋰和無水氫氧化鋰為主。按照雅保/贛鋒/Livent 2.5/2.5/2 粗略估算,三家 2019 年合計產量就高達 7 萬噸,是氫氧化鋰生產的絕對主力。頭部鋰鹽企業在大量供貨日韓的同時,也向國內高鎳領域較為領先的材料企業供應氫氧化鋰(比如容百等)。

国产三级农村妇女在线2019 全年氫氧化鋰出口量占比

數據來源:公開資料整理

2019 年以來月度氫氧化鋰分公司出口(噸)

數據來源:公開資料整理

海外建廠折舊顯著高于國內水平

數據來源:公開資料整理

国产三级农村妇女在线2019-2021 年日韓氫氧化鋰第一梯隊產能對比(噸)

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    還有不少以供應國內為主的氫氧化鋰制造商,其中大部分產能規模都在快速擴張,比如廣西天源、天宜鋰業、致遠鋰業等。廣西天源一期 2.5 萬噸氫氧化鋰項目有望 2020 年投產;天宜鋰業的一期兩萬噸氫氧化鋰項目也有望 2020 年投產(天華超凈和 CATL 分別持有天宜鋰業 42%/15%股權,天宜鋰業已和 CATL 簽署協議,其鋰鹽將優先供應 CATL,CATL 也將優先采購天宜鋰業的鋰鹽);致遠鋰業 2020 年也或將有新的氫氧化鋰產能投放。

国产三级农村妇女在线2020 年全球氫氧化鋰產能占比

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国产三级农村妇女在线    二、需求趨勢

    氫氧化鋰的需求趨勢就是三元高鎳化的趨勢。氫氧化鋰已經取代碳酸鋰,成為鋰需求的主力增量。 2020 年預計氫氧化鋰需求增幅高達 71% ,是氫氧化鋰的需求爆發元年;并且 2020-2025 CAGR 高達 40% 。

    目前,氫氧化鋰有兩大主要應用領域:(1)用于生產高鎳正極材料;(2)用于生產潤滑脂等工業品。潤滑脂等傳統工業領域的氫氧化鋰需求增速穩定;因此,氫氧化鋰需求的高速增長幾乎完全依賴高鎳三元材料的拉動。 續航里程提升和降低成本是動力電池發展的兩大核心方向,高鎳化則是正極材料順應這一趨勢的必經之路。三元正極材料中,鎳含量越高,克容量水平越高,電池能提供的續航里程就越高。例如 NCM523 正極克容量在 160mAh/g 左右,而 NCM811 正極接近 200mAh/g,高克容量帶來材料度電單耗下降,例如 NCM523 正極度電單耗 1.7-1.8kg,811 正極單耗則在 1.5-1.6kg;其他材料以及人工制造成本也有望攤薄 10%-15%。與此同時,高鎳化通過改變正極金屬配比,高價鈷用量減少,低價鎳用量增加,可以顯著降低成本。

鎳含量越高,正極材料克容量越高

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高鎳低鈷化將有效降低對高價金屬鈷的需求

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    智研咨詢發布的《2020-2026年中國氫氧化鋰行業市場競爭力分析及投資前景趨勢報告国产三级农村妇女在线》數據顯示:受益于三元高鎳化的拉動,氫氧化鋰已取代碳酸鋰,成為鋰需求增長的主要形式。自2019 年起氫氧化鋰的需求增量就已經明顯超過碳酸鋰;2020年預計氫氧化鋰的需求增量將達到年預計氫氧化鋰的需求增量將達到5萬噸,增速高達71%,是氫氧化鋰的需求爆發元年;2021年預計氫氧化鋰需求總量也將超過碳酸鋰。從 2020-2025 的五年長期維度來看,全球氫氧化鋰需求的CAGR高達 40%。

2019 年氫氧化鋰的需求增量就超過了碳酸鋰(萬實物噸)

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国产三级农村妇女在线動力電池領域的需求將成為氫氧化鋰需求的主要驅動力

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国产三级农村妇女在线2020 年氫氧化鋰需求增速高達 71%(萬實物噸)

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国产三级农村妇女在线預計2021年氫氧化鋰需求總量將超過碳酸鋰

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