7月7日訊：

正文

主要結論

2023年6月14日，廣州期貨交易所在公網(wǎng)發(fā)布公告，就碳酸鋰期貨合約及相關業(yè)務規(guī)則公開征求意見，這意味著“萬眾矚目”的碳酸鋰合約離正式上市又進了一步。目前正處于碳酸鋰期貨上市在即的重要時間節(jié)點，國信期貨有色與新材料研發(fā)團隊將推出相關系列專題報告，從碳酸鋰的產(chǎn)業(yè)鏈全景梳理開始，分析整個鋰行業(yè)供需兩端的變化以及目前的行業(yè)矛盾點和痛點，結合鋰價波動梳理鋰產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，并進一步探尋碳酸鋰現(xiàn)貨市場定價的模式、分析期貨上市后對碳酸鋰價格的影響，對行業(yè)中的最新趨勢做出第一時間的分析解讀。在《鋰產(chǎn)業(yè)鏈全景梳理（一）》中，我們從介紹鋰的基礎知識開始，梳理鋰產(chǎn)業(yè)鏈從“工業(yè)味精”到“白色石油”經(jīng)歷了怎樣的結構性變革，進一步結合全球鋰資源的分布情況從上游原料端開始梳理鋰資源分布特點以及目前各國鋰礦項目概況。在本篇專題報告中，我們將梳理鋰資源的直接加工產(chǎn)品——鋰鹽、并分析其用途及其分類及對應品級。然后，我們將對鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的中游產(chǎn)品——鋰電池的基礎材料進行系統(tǒng)性的分析梳理，為大家全面介紹正極材料的分類、命名體系、行業(yè)發(fā)展及目前市場結構，結合電解液和可用于鋰電池負極的金屬鋰，讓大家更深入地走進鋰電池的內(nèi)部組成。最后，我們將落腳于鋰產(chǎn)業(yè)鏈的下游及終端應用——鋰離子電池和新能源汽車，分析行業(yè)變革，通過對鋰資源的需求端的梳理從而完善整條鋰產(chǎn)業(yè)鏈。作為鋰礦資源加工后的直接產(chǎn)品，鋰鹽主要用于鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的中游正極和下游鋰電池和終端新能源汽車的應用。鋰鹽主要有三種——碳酸鋰、氫氧化鋰和氯化鋰，而碳酸鋰和氫氧化鋰按照品質(zhì)的不同又可以分為電池級和工業(yè)級兩種。鋰產(chǎn)業(yè)鏈的中游——鋰電材料，主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液四大材料組成。其中，鋰鹽作為正極材料的重要原材料，金屬鋰和六氟磷酸鋰則分別可用于鋰電池負極材料和電解液。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素，直接決定了電池的能量密度和安全性，從而進一步影響電池的綜合性能。目前主要分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、三元材料（鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA））、磷酸鐵鋰（LFP）等，其中應用最廣泛的是三元正極材料和磷酸鐵鋰，而鈷酸鋰和錳酸鋰主要用于3C電池和電動兩輪車。三元材料中目前應用最廣泛的是NCM523，NCM811和NCA系正極因動力電池高鎳化趨勢近年來占比在逐步提升。鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的下游和終端應用主要為鋰離子電池和新能源汽車、儲能領域組成，其中鋰離子電池主要分為動力鋰電池和容量性鋰電池。由于新能源汽車板塊的進一步發(fā)展，目前動力電池仍是鋰離子電池的主流，儲能領域發(fā)展將進一步擴展鋰離子電池的出貨量，從而進一步拉升鋰的下游需求。在接下來的專題系列中，我們將首先聚焦于鋰產(chǎn)業(yè)鏈的供應端，總結全球鋰資源項目最突出的特點和投產(chǎn)擾動因素，并針對硬巖型資源和鹽湖鹵水型資源分別深入分析。進一步，我們將結合歷史鋰價波動總結各個時間段的鋰資源項目供應情況，最后落腳于當前、分析鋰產(chǎn)業(yè)鏈供應端的變革以做出未來展望。

01鋰鹽——鋰資源的直接加工產(chǎn)品

作為鋰礦資源加工后的直接產(chǎn)品，鋰鹽主要用于鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的中游正極和下游鋰電池和終端新能源汽車的應用。鋰鹽主要有三種——碳酸鋰、氫氧化鋰和氯化鋰，而碳酸鋰和氫氧化鋰按照品質(zhì)的不同又可以分為電池級和工業(yè)級兩種。碳酸鋰，作為目前鋰鹽產(chǎn)品中用量最多的產(chǎn)品，是一種無極化合物，化學式Li2CO3，分子量73.89，是一種無色單斜系晶體活白色粉末，微溶于水、稀酸，不溶于乙醇、丙酮。其密度為2.11g/cm3，熔點為720℃，熱穩(wěn)定性低于元素周期表同族其他元素的碳酸鹽，空氣中不潮解。根據(jù)品質(zhì)的不同，碳酸鋰又分為工業(yè)級碳酸鋰（碳酸鋰含量為98%-99%）和電池級碳酸鋰（碳酸鋰含量大于99.5%）。其中，工業(yè)級碳酸鋰主要通過鋰輝石等礦石或者鹽湖鹵水中提取，作為傳統(tǒng)陶瓷、玻璃等行業(yè)的原材料之一，或者用于制備六氟磷酸鋰和金屬鋰。而電池級碳酸鋰則主要通過提純工業(yè)級碳酸鋰而得，用于制備鈷酸鋰、錳酸鋰、中低鎳三元材料和磷酸鐵鋰等鋰離子電池的正極材料。氫氧化鋰，是一種無機化合物，化學式為LiOH，為白色結晶性粉末，溶于水，微溶于乙醇，具有強堿性，腐蝕性極強。氫氧化鋰依據(jù)品質(zhì)不同分為工業(yè)級氫氧化鋰（LiOH含量不小于56.5%）和電池級氫氧化鋰（LiOH含量為56.5%至57.5%）同碳酸鋰一樣，同樣可以作為電池的主要原材料，區(qū)別主要在于電池級氫氧化鋰用于中高鎳正極的制備，而電池級碳酸鋰則主要用于中低鎳正極材料和磷酸鐵鋰的制備，工業(yè)級氫氧化鋰則主要用于潤滑脂的制備。此外，兩種鹽的制備工藝也有所差別，碳酸鋰也可以通過苛化法制備氫氧化鋰。氯化鋰是制取金屬鋰的主要原料，是一種無機物，分子式為LiCl，分子量為42.39，也可用于空氣調(diào)節(jié)領域，用作助焊劑、干燥劑、化學試劑或用于制焰火。氯化鋰自然狀態(tài)下為白色的晶體，具有潮解性，易溶于水，也易溶于乙醇、丙酮、吡啶等有機溶劑，但難溶于乙醚。工業(yè)上主要通過鋰云母、鋰輝石以及提取NaCl、KCl后的鹽鹵水中制備氯化鋰。02中游產(chǎn)品——鋰離子電池的基礎材料

鋰產(chǎn)業(yè)鏈的中游——鋰電材料，主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液四大材料組成。其中，鋰鹽作為正極材料的重要原材料，金屬鋰和六氟磷酸鋰則分別可用于鋰電池負極材料和電解液。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素，直接決定了電池的能量密度和安全性，從而進一步影響電池的綜合性能。而正極材料在鋰電池材料成本中所占的比例約為30%-40%，所以其成本也直接決定了電池整體成本的高低，因此正極材料在鋰電池中具有不可替代的作用。目前中國鋰電池正極材料市場已完成了由早起層狀鈷酸鋰至層狀三元結構的技術迭代，應用場景也由消費類電子設備拓展至新能源乘用車市場。鋰電池按照正極材料體系來劃分，主要分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、三元材料（鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA））、磷酸鐵鋰（LFP）等。鈷酸鋰是第一代商業(yè)化正極材料，在幾十年的發(fā)展中逐漸改性和提高，目前是發(fā)展最成熟的鋰離子電池正極材料。鈷酸鋰具有比容量較高、放電平臺高、循環(huán)性能好、合成工藝簡單等優(yōu)點，但由于其中含有大量鈷元素，所以制作大型動力電池時安全難以保證。但由于鈷酸鋰材料的壓實密度大于三元材料等其他正極材料，及單位體積內(nèi)能容納的鈷酸鋰量最多，所以在更加重視體積密度的3C電池中，鈷酸鋰仍作為主流材料被使用。錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優(yōu)點，相比于鈷酸鋰而言是更理想的動力鋰電池正極材料。然而，由于錳元素的溶解性導致錳酸鋰材料耐高溫性能和循環(huán)性能不佳，需要摻雜鋁和燒結造粒來混合使用，故而目前錳酸鋰主要用于為電動兩輪車供能。三元正極材料是層狀鎳鈷錳(鋁)酸鋰復合材料，主要有NCM（鎳鈷錳三種金屬元素）和 NCA（鎳鈷鋁三種金屬元素）兩種類型，按照各個元素不同比例制備，即可獲得不同的電池性能。其中，鎳元素可以提高材料活性，從而提高能量密度。鈷元素也屬于活性物質(zhì)，能減小陽離子混排、便于材料深度放電，從而提高其對應電池的放電容量，同時混入適量鈷元素還能起到穩(wěn)定正極材料層狀結構的作用。錳元素則是主要發(fā)揮其穩(wěn)定性、在正極材料中起到支撐結構的作用，提升電池充放電過程的安全性。鋁元素在NCA系正極中主要代替錳元素起到增強材料穩(wěn)定性和提高材料循環(huán)性能的作用。三元正極的命名通常以三種金屬元素的字母代表及其對應比例組成，例如目前三元正極材料市場占有率最高的NCM523，代表有鎳鈷錳三種金屬元素按比例5:2:3制備而成的正極材料。NCM系正極的常見比例配置有NCM111、NCM333、NCM523、NCM622、NCM811等，NCA系則主要以8:1.5:0.5配比為主。三元正極材料中，鎳比例大于6的正極材料被稱為高鎳三元材料（如NCM811,NCA系），由于其電芯能量密度高、循環(huán)壽命長且度電成本低，已經(jīng)成為三元正極材料發(fā)展的主流趨勢。

目前，市場上三元正極材料占比最高的是NCM523，NCM811和NCA系正極因動力電池高鎳化趨勢近年來占比在逐步提升，而NCM111和NCM333因成本高、能量密度低，目前已經(jīng)基本被淘汰。據(jù)GGII統(tǒng)計，2022年，NCM523的產(chǎn)量占比高達42%，NCM811和NCA系合計占33%，而NCM111和NCM333僅占5%；而據(jù)EVTank預計，2023年NCM523的產(chǎn)量占比將隨著高鎳化趨勢降至33%、NCM111和NCM333縮小至2%，NCM811和NCA系正極將提升至45%。

磷酸鐵鋰是一種由鋰源、鐵源、磷源和碳源為主要原材料構成的橄欖石結構的鋰離子電池正極材料，化學式為LiFePO4，主要用于各種鋰離子電池，具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、安全性能好、自放電率小、無記憶效應等優(yōu)點。磷酸鐵鋰的性價比較高，一方面融合了中低端消費者的需求，另一方面在續(xù)航里程上無較多劣勢，逐漸成為國內(nèi)的主流動力電池方式。六氟磷酸鋰，是一種無機化合物，化學式為LiPF6，為白色結晶性粉末，易溶于水、溶于低濃度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯類等有機溶劑，主要用作鋰離子電池電解質(zhì)材料。目前六氟磷酸鋰可通過濕法、干法和溶劑法制備而成。濕法是將鋰鹽溶于無水氫氟酸中形成LiF·HF溶液，然后通入PF5氣體進行反應生產(chǎn)六氟磷酸鋰結晶。經(jīng)分離，干燥得到產(chǎn)品。干法則是將LiF用無水HF處理，形成多孔LiF，然后通入PF5氣體進行反應，從而得到產(chǎn)品。而溶劑法是使鋰鹽與氟磷酸的堿金屬鹽、銨鹽或有機胺鹽在有機溶劑中反應，結晶，從而制取六氟磷酸鋰產(chǎn)品。03鋰產(chǎn)業(yè)鏈的下游及終端應用——鋰離子電池和新能源汽車

鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的下游和終端應用主要為鋰離子電池和新能源汽車、儲能領域組成，其中鋰離子電池主要分為動力鋰電池和容量性鋰電池。新能源汽車是采用新型動力系統(tǒng)，完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車，動力鋰電池是其最主要的供能來源。目前全球新能源乘用車的銷量在近年來電池技術不斷突破和相關政策的扶持下，滲透率已由2020年的約3%增長至約13%，而中國新能源汽車的滲透率已高達約27%。此外，儲能領域在全球碳中和的大背景下正在大力發(fā)展，有望成為拉動鋰資源需求增長的第二驅動力。

鋰離子電池的內(nèi)部主要由正負極、隔膜、和電解液構成；而組成電芯還需要銅箔、鋁箔以及電池外殼的包裝組成。其工作原理是以金屬鋰或石墨等材料作為負極，而以含有鋰的含氧酸鹽作為正極。放電時，鋰離子從負極向正極遷移，而充電時，鋰離子從正極向負極遷移。這樣就完成了鋰離子電池的充放電，以此便可以向新能源車提供動能。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正負極之間的移動來實現(xiàn)充放電的過程，如圖——所示。

鋰離子電池市場仍處于高速發(fā)展中。據(jù)《中國鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》顯示，全球2022年鋰離子電池出貨總量957.7GWh、同比增長70.3%，中國出貨總量為480GWh、同比增長超118%；從出貨結構來看，全球汽車動力電池出貨量為684.2GWh，同比增長84.4%；儲能電池出貨量159.3GWh，同比增長140.3%；小型電池出貨量114.2GWh，同比下滑8.8%。所以目前動力電池仍是鋰離子電池的主流，但基于儲能的增速在2022年已超過動力電池綜合而言，儲能和動力電池的發(fā)展將進一步擴展鋰離子電池的出貨量，從而進一步拉升鋰的下游需求。

動力電池中，三元電池和磷酸鐵鋰電池占據(jù)了絕大多數(shù)。據(jù)EVTank統(tǒng)計，2022年全球三元電池裝機量的占比高達57%，磷酸鐵鋰電池的占比也約為42%，而其他電池的占比僅為1%。國內(nèi)方面，我國動力電池三元和磷酸鐵鋰電池的裝機量也高達99%以上。區(qū)別于全球數(shù)據(jù)來說中國動力電池出貨量主要占比來源于磷酸鐵鋰電池，而全球則主要呈現(xiàn)三元、鐵鋰并駕齊驅的市場。

04小結

2023年6月14日，廣州期貨交易所在公網(wǎng)發(fā)布公告，就碳酸鋰期貨合約及相關業(yè)務規(guī)則公開征求意見，這意味著“萬眾矚目”的碳酸鋰合約離正式上市又進了一步。目前正處于碳酸鋰期貨上市在即的重要時間節(jié)點，國信期貨有色與新材料研發(fā)團隊將推出相關系列專題報告，從碳酸鋰的產(chǎn)業(yè)鏈全景梳理開始，分析整個鋰行業(yè)供需兩端的變化以及目前的行業(yè)矛盾點和痛點，結合鋰價波動梳理鋰產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，并進一步探尋碳酸鋰現(xiàn)貨市場定價的模式、分析期貨上市后對碳酸鋰價格的影響，對行業(yè)中的最新趨勢做出第一時間的分析解讀。在本篇專題報告中，我們梳理了鋰礦資源的直接加工產(chǎn)品——鋰鹽、并分析其用途及其分類及對應品級。然后，我們對鋰產(chǎn)業(yè)鏈中的中游產(chǎn)品——鋰電池的基礎材料進行系統(tǒng)性的分析梳理，為大家全面介紹正極材料的分類、命名體系、行業(yè)發(fā)展及目前市場結構，結合電解液和可用于鋰電池負極的金屬鋰，讓大家更深入地走進鋰電池的內(nèi)部組成。最后，我們落腳于鋰產(chǎn)業(yè)鏈的下游及終端應用——鋰離子電池和新能源汽車，分析行業(yè)變革，通過對鋰資源的需求端的梳理從而完善整條鋰產(chǎn)業(yè)鏈。在接下來的專題系列中，我們將首先聚焦于鋰產(chǎn)業(yè)鏈的供應端，總結全球鋰資源項目最突出的特點和投產(chǎn)擾動因素，并針對硬巖型資源和鹽湖鹵水型資源分別深入分析。進一步，我們將結合歷史鋰價波動總結各個時間段的鋰資源項目供應情況，最后落腳于當前、分析鋰產(chǎn)業(yè)鏈供應端的變革以做出未來展望。