文|阿爾法工場
我們每個人就像一座漂浮在水面上的巨大冰山，能夠被外界看到的，只是露在水面上很小的一部分，大約只有八分之一露出水面，另外的八分之七藏在水底。 而暗涌在水面之下更大的山體，則是長期壓抑并被我們忽略的“內(nèi)在”。
揭開冰山的秘密，我們會看到生命中的渴望、期待、觀點和感受，看到真正的自我。 ——維琴尼亞·薩提亞。
自冰山理論誕生后，弗洛伊德、海明威、薩提亞等巨匠分別在各自領(lǐng)域?qū)ζ浼右栽忈?，廣泛運用到心理學、管理學、醫(yī)學界等。 想必各位讀者對該理論均有自己的一番見解。 對于筆者而言，冰山理論揭示出一種“不知道自己不知道”的現(xiàn)象。
有一種不自知，是認知不足造成的，對事物的錯誤判斷無時無刻不在上演。 2021年是新能源車發(fā)展史中極具爆發(fā)力的一年。根據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)顯示，1-12月新能源車零售298.9萬輛，同比增長169.1%，遠超年初預期。
全年來看，新能源汽車1-12月的滲透率達14.8%，較2020年5.8%的滲透率提升明顯。 鋰電池作為新能源車的核心零部件同樣迎來高增長時刻。去年我國動力電池累計裝機量154.5GWh，同比增長142.8%。
其中三元電池累計裝機量74.3GWh,占總裝機量的48.1%，同比增長91.3%；磷酸鐵鋰電池累計裝機量79.8GWh,占總裝機量的51.7%，同比增長227.4%。 數(shù)據(jù)背后，折射出鋰電產(chǎn)業(yè)的變與不變。
不變的是，賽道景氣度依舊高企；變的是動力電池的市場份額，磷酸鐵鋰電池裝機量近年來首次超過三元鋰電池。 談起三元電池和磷酸鐵鋰電池，二者更像鋰電池一家的親兄弟，在新能源車發(fā)展的歷史上相愛相殺。
01 價格“冰山”浮現(xiàn)
新能源汽車發(fā)展初期，電池的安全性能被放在首要位置，磷酸鐵鋰和鈷酸鋰備受青睞。
而后隨著高端乘用車型的出現(xiàn)，消費者在安全性能基礎(chǔ)上，對續(xù)航里程提出了更高要求。
由于磷酸鐵鋰比容量普遍在130-150 mAh/g之間，三元電池的比容量則可以達到200 mAh/g以上，因此三元電池逐漸登上舞臺。 關(guān)鍵性轉(zhuǎn)折發(fā)生在2017年，在這一年，補貼新政首次將能量密度作為考核指標。
對于能量密度低于90wh/kg的車型不再補貼，90-120wh/kg的車型補貼系數(shù)為1倍，120wh/kg以上的車型補貼倍數(shù)為1.1倍。 之后政策不斷提高被補貼的電池標準，至2020年125wh/kg以下的車型無補貼，160wh/kg以上的車型補貼倍數(shù)為1倍。
正是財政補貼對能量密度的要求不斷提高，促使三元電池裝機量占比從2016年的23.5%提升至2020年的64.1%。
可2021年的情況再度發(fā)生改變，磷酸鐵鋰出貨量反超三元。其背后原因有兩層，其一是CTP 、刀片電池等技術(shù)的開發(fā)使得磷酸鐵鋰的能量密度大幅提升。 其二是新能源賽道的高企，促使上游資源價格暴增。
除了鋰價的暴漲外，三元電池使用了稀缺且價格高昂的鈷、鎳，使得成本大幅高于磷酸鐵鋰。 雙重因素符合降本增效的第一性原則，再加上鋰電池補貼退坡，車企間競爭加劇等外生變量，導致今年鐵鋰迎來大爆發(fā)，出貨量超過三元電池。
這種變化同樣影響到磷酸鐵鋰和三元電池的核心原材料碳酸鋰和氫氧化鋰上。
最明顯不過的變化在于價格，在需求景氣的前提下，二者價格大幅飆升。
根據(jù)上海有色數(shù)據(jù)顯示，3月7日，碳酸鋰價格上漲至49.7萬/噸，氫氧化鋰價格上升至45.95萬/噸，而二者的2021年初價格還不足10萬/噸，僅一年時間，漲幅接近4倍。
通過對于二者的價格走勢的進一步觀察，還可以得出這一結(jié)論：過去碳酸鋰和氫氧化鋰的價格一直處于交替領(lǐng)先的局面。
2021年，在磷酸鐵鋰電池需求大幅上升的背景下，碳酸鋰相對氫氧化鋰出現(xiàn)了明顯的溢價。
需求高企價格上升的邏輯看似理所當然，但當我們深入到制造環(huán)節(jié)，卻可以探索到深藏在價格冰山之下的更多因素。
02 冰山之下
氫氧化鋰和碳酸鋰類似，都是鋰的化合物，是生產(chǎn)正極材料的鋰源，處于鋰產(chǎn)業(yè)鏈的中游冶煉加工環(huán)節(jié)。
目前碳酸鋰主要用在生產(chǎn)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(chǎn)三元材料中的高鎳正極材料（部分 NCM622，全部的NCM811、90505以及NCA）。
可能很多朋友會進一步發(fā)出疑問，為什么碳酸鋰不能用在高鎳正極材料呢？ 我們深入到工藝流程時發(fā)現(xiàn)，在將鋰鹽與三元前驅(qū)體顆粒混合燒結(jié)時，需要鋰鹽呈熔融液態(tài)。
液體的優(yōu)異流動性可以使鋰鹽與三元前驅(qū)體顆粒均勻混合，從而使燒結(jié)出的正極材料具有較為優(yōu)異的電化學性能。 然而，高鎳三元材料的燒結(jié)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℃。 顯而易見，氫氧化鋰熔點和三元材料的燒結(jié)溫度更加匹配，而碳酸鋰則熔點過高。生產(chǎn)條件要求高鎳三元材料只能使用氫氧化鋰作為鋰源。
除了下游的應用外，碳酸鋰和氫氧化鋰的生產(chǎn)過程同樣存在著千絲萬縷的聯(lián)系。
生產(chǎn)碳酸鋰目前被廣泛應用的工業(yè)方法是硫酸法，通過硫酸與鋰輝石反應得到硫酸鋰，在硫酸鋰溶液中加入碳酸鈉即可得到碳酸鋰，加入氫氧化鈣或氫氧化鈉生產(chǎn)出氫氧化鋰。 氫氧化鋰還可通過采用一步苛化法生產(chǎn)氫氧化鋰。
贛鋒鋰業(yè)（002460.SZ）和天齊鋰業(yè)（002466.SZ）均采用硫酸鋰苛化法。此方法具備成本低、工藝成熟、生產(chǎn)流程短、能耗低、物料流通量小等優(yōu)點，是全球生產(chǎn)氫氧化鋰的主流工藝。 生產(chǎn)碳酸鋰和氫氧化鋰的原材料同樣都是以鋰礦石為主，輔料為硫酸、純堿等。
（鹽湖提鋰方面：制備鋰鹽主要采用太陽池法，先生產(chǎn)出粗制碳酸鋰，然后苛化制備氫氧化鋰，此工藝相對比較成熟，但是需要較高的資源稟賦，鹽湖中高濃度的鋰離子和低濃度的鎂元素。）
據(jù)業(yè)內(nèi)人士測算，生產(chǎn)一噸碳酸鋰需要8噸6%品位的鋰輝石、1.7噸純堿、2.4噸硫酸、7.2噸動力煤、3000KWh電力，折舊和人工分別為6000元/噸和350元/噸。 而生產(chǎn)一噸氫氧化鋰需要7噸 6%品位的鋰輝石、0.1噸純堿、2.05噸硫酸、1.33噸燒堿、0.87噸碳酸鈣、2.6噸動力煤、3067.4KWh 電力，折舊和人工分別為6000元/噸和350元/噸。
從成本構(gòu)成可以看出二者在鋰輝石用量上存在差別，而鋰輝石在三元電池和磷酸鐵鋰電池的成本超過了80%。 鋰礦的成本受制于供給方。
一方面，由于疫情影響，海外開工率受到較大影響，運費、人工等綜合因素使得鋰礦供不應求，成本因素帶動價格上升。
另一方面，新能源汽車的火熱使得鋰礦需求高企，各路資本的瘋狂追逐進一步推升了鋰礦價格。
因此，供給不足，需求擴張的雙重因素導致鋰礦價格上漲。同時帶動碳酸鋰、氫氧化鋰價格同步上漲，對鋰礦的用量不同導致二者價格出現(xiàn)偏差。 現(xiàn)階段來看，成本占據(jù)優(yōu)勢的碳酸鋰更被市場所接受。然而，短暫的市場格局交替變更并不意味著長期格局的形成。
一直以來，鋰電池最被詬病的就是續(xù)航短、電池空間及重量過大，所以提升能量密度是行業(yè)發(fā)展的首要地位。
按照國家2020年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，2025我國純電動汽車動力電池的能量密度年目標為400Wh/kg，2030年目標為500Wh/kg。
目前國內(nèi)的三元鋰電池能量密度可達200Wh/kg以上，而磷酸鐵鋰電池能量密度上限約為180Wh/kg。
即便鐵鋰即便未來存在技術(shù)突破，但本身材料還是成為限制其能量密度的天花板。短期內(nèi)，二者的關(guān)系相輔相成。
在未來，三元正極材料無疑更加適合電池高能量密度的需求。
03 冰山之下，還有冰川
通過對氫氧化鋰的市場研究發(fā)現(xiàn)，市場的競爭格局呈現(xiàn)出頭部企業(yè)份額集中的現(xiàn)象。2020年贛鋒鋰業(yè)、雅保、雅化鋰業(yè)三者的市占率達到70%。
從國內(nèi)產(chǎn)能布局來看，現(xiàn)有氫氧化鋰產(chǎn)能15.28萬噸，到2025年大概在36.78萬噸，比起其他產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)動輒3倍、5倍的產(chǎn)能布局，4年1.4倍的氫氧化鋰算是溫和式的產(chǎn)能擴張了。
根據(jù)各廠商產(chǎn)能擴張計劃可以看出2022和2023年為產(chǎn)能集中釋放年份。以新能源車的滲透率為基數(shù)，測算2024、2025年氫氧化鋰需求增量顯著大于供給增量，且2025年氫氧化鋰冶煉產(chǎn)能將會出現(xiàn)明顯缺口。
決定氫氧化鋰產(chǎn)業(yè)格局還是在于掌握鋰資源量的大小，從眾多競爭對手來看，贛鋒鋰業(yè)自不必多說，在國內(nèi)的鋰資源儲備上首屈一指。
此外，具備銀河鋰業(yè)優(yōu)先購買權(quán)、亞洲最大鋰輝石礦李家溝采礦權(quán)的雅化集團；進入寧德時代供應鏈體系并通過天宜鋰業(yè)綁定澳洲鋰輝石的天華超凈。老牌對手天齊鋰業(yè)、新晉勢力威華股份都存在著一定的競爭力。
然而，若未來產(chǎn)能如期放量的話，必然導致競爭加劇，同質(zhì)化產(chǎn)品競爭的結(jié)局必然是價格戰(zhàn)。
差異化產(chǎn)品顯然是解決的方法之一，那么，氫氧化鋰技術(shù)路徑中是否存在？ 這個答案是肯定的，微粉、無水氫氧化鋰技術(shù)提供了差異化的產(chǎn)品，對未來行業(yè)格局影響極深。
04 破冰之旅
從三元鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈上來看，上游為鈷鎳等礦產(chǎn)資源，中游為三元前驅(qū)體和三元正極材料，下游為三元鋰電池。
三元前驅(qū)體是三元正極材料的前一道工序，三元正極材料的生產(chǎn)過程就是將三元前驅(qū)體與碳酸鋰/氫氧化鋰混合后燒結(jié)制成。
在正極材料的生產(chǎn)過程中，氫氧化鋰需要與三元前驅(qū)體混合均勻，方能獲得更好的性能。三元前驅(qū)體通常是鎳鈷錳或者鎳鈷鋁的混合物，呈微粉狀，粉體粒度很小。
例如格林美的GEM-1-6型三元前驅(qū)體，粒徑通常在5-6微米。而普通的粗顆粒氫氧化鋰粒徑通常在350-400微米，是前驅(qū)體粒徑的近百倍。 因此，在氫氧化鋰和三元前驅(qū)體混合燒結(jié)之前，需要將氫氧化鋰磨細至和前驅(qū)體接近的水平。
資料來源：長遠鋰科招股說明書
然而，研磨這個工藝看似簡單，實則復雜，存在較深的壁壘。
氫氧化鋰呈強堿性，極易吸潮，并且對磁性異物極為敏感。粉碎這個環(huán)節(jié)對產(chǎn)品的粒度分布、磁性異物、損耗率和碳酸鹽含量的控制要求極高。這一行業(yè)需要的是大量生產(chǎn)累積know-how。
可是，氫氧化鋰研磨過程中存在著損耗，高昂成本使得正極材料廠望而卻步。 其結(jié)果便造就了自行研磨和不自行研磨兩種市場。部分正極材料廠（以日系廠商為主）選擇采購粗顆粒氫氧化鋰并自行研磨。
不自行研磨的正極材料廠要么選擇鋰鹽廠直供微粉、要么親自委托或者由鋰鹽廠代為委托第三方加工。 目前，鋰鹽廠中僅贛鋒鋰業(yè)能直接供應微粉產(chǎn)品，其他鋰鹽廠依賴諸如衢州永正、成都開飛這樣的第三方加工廠來完成粉碎工序。
在氫氧化鋰的技術(shù)路徑中，無水氫氧化鋰無疑是更接近終極的技術(shù)。 我們?nèi)粘Ｌ岬降臍溲趸?、或者行業(yè)網(wǎng)站對氫氧化鋰的報價、鋰鹽廠交付的產(chǎn)品其實是單水氫氧化鋰。 單水氫氧化鋰，分子式為LiOH·H2O，在單水氫氧化鋰中，氫氧化鋰的含量大約為56.5%，剩下均為結(jié)晶水。
無水氫氧化鋰指的是氫氧化鋰經(jīng)高溫處理后，脫去結(jié)晶水的氫氧化鋰。 正極材料廠往往將單水氫氧化鋰直接和前驅(qū)體混合進行燒結(jié)，在燒結(jié)的過程中脫去結(jié)晶水。
然而，脫水過程需要長達7-8小時，大幅增加了能耗。脫水環(huán)節(jié)可能導致部分氫氧化鋰與空氣中的二氧化碳進行反應（簡稱碳化），碳化的產(chǎn)品無法應用，無疑提高了成本。
并且，脫水環(huán)節(jié)極易成為正極材料廠的工藝瓶頸進而影響產(chǎn)出效率。
因此，部分正極材料廠認為，將脫水這一環(huán)節(jié)放在鋰鹽廠，對于正極材料的生產(chǎn)更加便利。
一方面脫水環(huán)節(jié)放在鋰鹽廠，即便碳化的部分也可以進行回收利用；另一方面，在單水氫氧化鋰中，氫氧化鋰的含量僅約為一半。
若脫掉結(jié)晶水后，磁性異物等雜質(zhì)含量仍能保持原規(guī)定水平，相當于鋰/雜質(zhì)的比例提升了一倍。 效率、純度的提升對于正極材料廠的重要性不言而喻。
于是，正極材料廠遂向鋰鹽廠提出了脫去結(jié)晶水的微粉氫氧化鋰需求，無水氫氧化鋰這一細分品種應運而生。
據(jù)了解，目前國內(nèi)正極廠暫時還沒有無水氫氧化鋰的需求，無水氫氧化鋰產(chǎn)品全部出口。 相較微粉氫氧化鋰，無水氫氧化鋰這一技術(shù)路徑難度更大。無水產(chǎn)品在生產(chǎn)、包裝、防護過程中要求都更高。
氫氧化鋰本身便是有刺激性味道的危險化學品，并且脫水后的氫氧化鋰更易碳化、吸潮性更強，脫水后分子引力上升導致容易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。
在下游應用中，即便發(fā)現(xiàn)少量結(jié)塊現(xiàn)象，正極材料廠也會整批次退貨。 對于無水氫氧化鋰庫存管理提出的要求則更高，粗顆粒氫氧化鋰保質(zhì)期約為6個月，微粉級產(chǎn)品保質(zhì)期小于3個月，無水氫氧化鋰保質(zhì)期只短不長。
從工藝上來看，無水產(chǎn)品是先脫水，后研磨，無水微粉產(chǎn)品要求廠商掌握無水+微粉兩道工序。 目前，國內(nèi)僅有贛鋒、永正兩家企業(yè)生產(chǎn)無水氫氧化鋰。第一梯隊氫氧化鋰廠商中，雅保&Livent 仍停留在僅滿足于供應粗顆粒產(chǎn)品的階段。
二線廠商中，甚至粗顆粒產(chǎn)品的品質(zhì)都還沒有得到大規(guī)模的客戶檢驗。短期內(nèi)市場上較難有第三家能實現(xiàn)規(guī)?；獰o水產(chǎn)品的鋰鹽廠出現(xiàn)。 性能優(yōu)異并且稀缺的產(chǎn)品出現(xiàn)意味著更高的成本，更好的利潤。
因技術(shù)壁壘高，無水產(chǎn)品的盈利性顯著強于微粉和粗顆粒產(chǎn)品。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士調(diào)研發(fā)現(xiàn)，相比單水微粉產(chǎn)品，無水產(chǎn)品的成本額外高出5000-7000元/噸，但帶來的溢價遠不止此。
根據(jù)海關(guān)月度出口均價：以當月國內(nèi)微粉氫氧化鋰均價為基準，無水產(chǎn)品2019年4-12月溢價在1.3-5.6萬/噸。
長期來看無水微粉產(chǎn)品相對單水微粉溢價1-2萬元/噸（單水口徑）較為合理。 一方面來看，無水產(chǎn)品的溢價顯著高于脫水工序所產(chǎn)生的額外成本，溢價能力很強；但另一方面來看，無水產(chǎn)品目前體量仍然很小，尚未形成成熟、有效的定價機制，溢價波動區(qū)間較寬。
顯而易見，無水氫氧化鋰產(chǎn)品確實存在較高壁壘，技術(shù)集中于兩家廠商手中，存在較強的議價能力，贛鋒、永正兩家企業(yè)有望獲取超額收益。
05 結(jié)語
冰山之下，還有冰川。
碳酸鋰和氫氧化鋰在看似競爭的關(guān)系下二者同樣存在著水乳交融的聯(lián)系。
微粉、無水氫氧化鋰技術(shù)路徑長路漫漫，無水氫氧化鋰的普及難以一蹴而就。
產(chǎn)線配套、工藝成熟度、成本問題、行業(yè)標準、話語權(quán)爭奪等因素注定這將是一個循序漸進的過程。
品質(zhì)和效率的提升使得這一技術(shù)路徑大概率成為未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
這個過程，你我將是見證者。