氢氧化锂为什么会沉淀,氢氧化锂沉淀ph值

氢氧化锂已丢失磷酸铁锂需求，但未来的主战场并不此

在 2016 年之前，磷酸铁锂材料曾经是中国市场氢氧化锂的需求支柱之一。但由于铁锂路径 主打“低成本、高经济性”，而氢氧化锂的价格较高，导致其基本丢失了铁锂市场需求，被 电池级碳酸锂、甚至“准电池级”和工业级碳酸锂所替代。但这也恰恰印证了未来全球新能 源汽车供应链定位分层、需求分层的发展趋势，氢氧化锂的主战场并不在磷酸铁锂。

 磷酸铁锂材料的生产工艺主要分为固相合成法、液相合成法两大类。在固相合成法中最 广泛应用的是碳热还原法，而液相合成法则包括水热/溶剂热法、溶胶凝胶法、共沉淀法 等，其中水热/溶剂热法工艺快捷、最为普及。

 水热/溶剂热法采用 1:1:3 配比的 FeSQ4、H3PO4、LiOH 生产磷酸铁锂正极材料。尽管 采用氢氧化锂可带来更好的材料电化学性能，但氢氧化锂相对碳酸锂的溢价增大，显著 削弱了铁锂体系的立足之本—经济性，加上生产过程中氢氧化锂的损耗较高、需要循环 处理等问题，在 2016年后中国的领军铁锂生产商已基本不再采用此工艺。

电池级氢氧化锂的供给壁垒远高于电池级碳酸锂。首先，电池级氢氧化锂产品的杂质规格全 面严于电池级碳酸锂，我们认为生产高品质的氢氧化锂既要求具备优质、稳定的上游资源保 障，还要求拥有锂化工环节的 Know-how，未来对生产线的自动化程度也将提出更高的要求。 第二，虽然矿石、盐湖生产氢氧化锂的工艺路径成熟，但“实战”中的批量生产、连续生产 并不简单，生产商通常还需根据下游客户的具体需求提供定制化的产品；矿石可一步生产电 池级氢氧化锂，盐湖的成熟工艺是首先生产碳酸锂、再苛化生产氢氧化锂，卤水电解直接生 产氢氧化锂尚待商业化验证。第三，微粉级氢氧化锂更受下游高镍客户的青睐，也进一步抬 高了产品壁垒，但正极材料是直接外购微粉级、还是将磨细工序内部化，主要是一个关于成 本经济性的决策。第四，氢氧化锂、尤其微粉和无水氢氧化锂不仅不宜长期储存，本质上还 属于强碱性和强腐蚀性的危险品，生产和运输均需谨慎，未来的环保资质将更为严苛。第五， 未来 1-2年电池级氢氧化锂的终端需求主体是欧美的车企巨头，除了严格的品质要求和较长 的认证周期，海外“蓝筹客户”供应链对于锂盐厂的 ESG也有全方位的要求。

工艺路径似不深奥，实战却并不简单

矿石、盐湖生产氢氧化锂的工艺路径成熟，但在“实战”中稳定生产高品质的氢氧化锂产品 却并不简单，尤其除杂的工艺门槛较高，下游客户通常也有差异化的指标要求，这也注定氢 氧化锂、尤其电池级氢氧化锂难以成为标准化的大宗商品。近年来氢氧化锂的生产流程屡有 创新，生产线的自动化程度也在不断提高，但与此同时资本开支强度也在走高。

首先，在矿石提锂方面，为了兼顾碳酸锂、氢氧化锂两个产品的市场需求，并节约资本开支， 前端共用大窑、后端同时上线碳酸锂和氢氧化锂加工产能的方式在行业内越来越普遍。其中， 工艺路径又可分为两类。 （1）并行模式：利用锂精矿焙烧、酸化生产硫酸锂溶液，一部分硫 酸锂经碳酸钠沉锂、过滤除杂、蒸发浓缩、磁分离、干燥等工序生产电池级碳酸锂，另一部 分硫酸锂通过氢氧化钠进行转化，经过滤、蒸发浓缩、结晶（部分采用多次结晶）、干燥等 工序生产电池级氢氧化锂。 （2）先后模式：可利用锂精矿一步生产电池级氢氧化锂，再根据 下游需求，将一部分的氢氧化锂作为中间品、碳化生产电池级碳酸锂。此外，若锂盐厂已经 非常明确产品定位和客户需求，也会建设单独的、非联动的氢氧化锂或碳酸锂产线。

第二，在盐湖生产氢氧化锂方面，成熟工艺是首先生产出碳酸锂，再通过苛化法生产氢氧化 锂产品。但由于盐湖碳酸锂本身的杂质含量较多，加上盐湖提锂企业倾向于将高品质的碳酸 锂产品直接外售，将工业级（或次优）的碳酸锂作为原料用于后端氢氧化锂的生产，这将导 致其氢氧化锂产品的品质、一致性难以得到保障。目前苛化生产氢氧化锂的锂盐生产商包括 Livent（原 FMC Lithium）、 Albemarle（美国Kings Mountain产能）、SQM（智利La Negra 产能）、俄罗斯的三家加工厂，此外 Orocobre 也正在日本建设氢氧化锂产线。即使经过了长 期的工业化生产，盐湖系氢氧化锂的产品品质真正得到电池客户认可的依然仅有 Livent。在 苛化法之外，盐湖提锂企业也在积极试验卤水电解生产氢氧化锂的工艺，未来有望在青海率 先得到商业化尝试，但在批量生产中，其工艺成熟度和产品品质依然有待观察和验证。

此外，生产线的自动化也正在构成氢氧化锂生产商的核心竞争力。 （1）全自动化的生产线是 确保产品低杂质、产品一致性的先决条件，同时也是规避人工成本大幅走高的重要措施。（2） 弊端在于，高度自动化的产线对于工艺包、工程设计、设备适配性的要求较高，而且资本开 支更大、调试周期更长，尤其考验运营者的技术和经验。

品质壁垒：优质上游资源供应 锂化工 Know-how

作为一种产品差异化的电池原料，电池级氢氧化锂的主含量达标（LiOH≥56.6%）仅仅是入 门级要求，魔鬼在于细节，壁垒主要体现在“主含量之后小数点位的各项杂质含量”，产品 品质总体反映在三个方面：金属杂质控制、化标杂质控制、产品一致性。尤其值得注意的是， 电池级氢氧化锂对于磁性不纯物（Fe %）、杂质指标（尤其硫酸根、钠含量、镁含量）的要 求全面严于电池级碳酸锂。那么，什么样的厂商可生产出高品质的电池级氢氧化锂产品？

 在“宏观”层面，我们认为电池级锂盐对于锂资源、锂化工--前后两个环节均提出了较 高要求。第一，要求锂盐厂具备稳定、可靠的上游锂资源，在成本可控的前提下保障高 品质的原材料供给（无论精矿还是卤水）；第二，要求锂盐厂在加工环节具备深厚的工 艺积淀和问题解决能力，并针对客户更加苛刻的品质指标要求不断创新和进步。

 在“微观”工艺层面，电池级氢氧化锂的生产流程较电池级碳酸锂更长，氢氧化锂经多 次结晶而出（2-3 次），在每次结晶中对于除杂的 Know-how 尤其关键，否则不仅产品指 标不达标、还增加成本。在各项杂质指标外，生产商还需确保适宜的产品粒径和产品一 致性。即便生产出了合格产品，生产商还需避免氢氧化锂在运输过程中的结块和碳化， 氢氧化锂产品也不适合长时间储存，否则需进行二次处理。

 另外，氢氧化锂具备强碱性和强腐蚀性，本质上属于一种危险品。在环保趋严的大环境 下，我们预计氢氧化锂、尤其微粉氢氧化锂和无水氢氧化锂的生产资质门槛将走高。

微粉级氢氧化锂，材料厂是外购还是内部处理？

在电池应用中，高镍三元材料厂商在外购电池级氢氧化锂之后需要进行磨细，以便于混料烧 结得到更好的材料性能，因此微粉级氢氧化锂产品更加受到青睐。普通粗颗粒电池级氢氧化 锂产品的粒径通常约 350-400微米，而将电池级进一步破碎、磨细之后的微粉级氢氧化锂产 品的粒径通常分为 10-15 微米、4-7 微米两大类，尚无明确的行业标准。相应的，微粉级氢 氧化锂也具备比粗颗粒产品更高的供给壁垒：

 对于磁性不纯物、各项杂质指标的要求严苛，同时要求微粉粒径的一致性。

 粒径越小意味着比表面积越大，越容易与二氧化碳接触而碳化，若下游用于 NCM 811 以上的高镍，需要严格控制碳酸根指标；此外，无论在生产还是在运输环节，还需要避 免吸潮和团聚现象。

 在破碎、磨细的生产过程中难免造成氢氧化锂的损失，生产商不仅需要提高回收率，还 需做好回收循环处理。

 由于氢氧化锂本身具备危险品的属性（强碱性、腐蚀性）加上磨细过程中粉末的漂浮， 微粉级产品的生产环境通常较为恶劣，要求厂商做好环保处理。

对于下游的高镍材料生产商而言，是去直接外购微粉级，还是采购粗颗粒电池级、自己来磨 细，主要是一个关于成本经济性的决策。材料厂自己磨细的优势在于可避免运输过程中的碳 化和吸潮，但劣势在于需要具备危险品的处理资质。但若材料厂自身的磨细产能供不应求或 品质不达标，则将不得不在市场上直接外购微粉级产品作为补充，这在 2019 年的市场中体 现的较为充分，并支撑了少数专业磨细产能的崛起。总体而言，目前日本的领军正极材料厂 商倾向于自己来磨细，韩国的领军正极材料厂商更倾向于委外获得微粉产品，国内一部分正 极材料企业外购微粉、一部分在新建设的高镍产线中已经自行配套了微粉产线。

因此我们认为，微粉级产品将拥有相对于粗颗粒电池级氢氧化锂产品的溢价，但由于微粉的 生产工序较短，除非出现环保事件或重大政策变更，其溢价在中长期仍将被控制在有限的区 间，否则微粉工序将被下游用户所内部化。

软实力同样重要，ESG 是切入全球供应链的关键因素

电池级氢氧化锂的需求主体来自欧美终端车企，其供应系统除了看重产品品质、资源保障能 力等“硬实力”之外，为了保证发展新能源汽车的“绿色初心”，同样高度重视上游供应商 的 ESG 评价（Environment 环境保护、Social Responsibility 社会责任、Corporate Governance 公司治理），并将其视为关键的筛选指标。作为范例，在 2019 年底德国宝马与 赣锋锂业签署的长达五年期（2020-2024 年）的氢氧化锂供应协议中，明确要求后者采用来 自澳洲的锂辉石精矿作为原料，从而规避盐湖提锂在卤水抽取、淡水消耗方面的环保争议（尤 其智利盐湖）。鉴于ESG已成为全球供应链、全球资本市场对于企业的一项关键考评，我们 建议中国矿石提锂和盐湖提锂厂商在开拓全球市场的过程中，不仅要苦练工艺内功，还需高 度重视在ESG领域的努力和积极宣传，并注重对于技术专利的保护。

根据我们统计， 2019 年全球单水氢氧化锂的设计总产能已高达 20万吨，总产销量约 8 万吨， 预计2020年全球总产能将继续大幅增长至 33 万吨。需求主体导致电池级氢氧化锂是一个高 度分层、结构化的市场，未来 1-2年电池级氢氧化锂的需求蛋糕增长仅仅属于少数的头部供 应商，而不属于行业整体。其中，Livent、Albemarle、赣锋锂业等全球氢氧化锂龙头由于已 成为特斯拉、大众、宝马等欧美领军车企及其日韩电池厂的核心供应商，即便在 2019 年存 在库存压力，未来五年的氢氧化锂销量预计仍将较为饱满，高品质的产品在海外市场也可以 获得合理的溢价。与此同时，二三线锂盐厂的氢氧化锂产品销售则将持续面临较大压力，只 能等待中国高镍三元需求、锂基润滑脂等全球工业需求的起量，但中国电池市场、全球工业 级市场均对于价格高度敏感，给予产品品质的溢价通常并不充分。

此外，在目前的成熟工艺体系下，矿石是生产高品质氢氧化锂产品的理想原料，而盐湖在基 础锂盐领域更可充分发挥其成本优势，这将带来锂盐供给格局的巨变。首先，Albemarle、 SQM 等全球盐湖提锂龙头为了确保未来在电池级氢氧化锂的市场份额，近年来对于西澳矿 石资源、氢氧化锂加工厂的布局显著加码。第二，由于在碳酸锂领域盐湖系的成本优势明显， 同时磷酸铁锂、锰酸锂不再需要高品质的电池级碳酸锂，而中低镍三元向高镍三元升级又只 是时间问题，我们预计 2020-2025 年矿石提锂体系将更多聚焦、定位在电池级氢氧化锂产品， 而不具备氢氧化锂工艺 Know-how 的矿石提锂厂商将面临产能被出清的压力。

数据结论，基于对全球 32 条氢氧化锂产线的跟踪研究

根据对全球32 条生产线的覆盖跟踪，我们判断 2019 年全球单水氢氧化锂的设计产能总计达 到 20.4 万吨（实物吨），其中中国设计产能总计 14.4 万吨（包括在中国建厂的外资企业）， 海外产能为 6万吨（包括中国企业的海外产能）。预计至 2025年，全球单水氢氧化锂产能将 大幅增长至59.9 万吨，其中，中国产能预计将增长至 34.0 万吨，海外产能预计将增长至 25.9 万吨，同时海外产能的全球占比预计将从 2019年的29%增长至2025年的43%。在上述产 能统计中，我们仅包含了资源 锂盐一体化产能以及碳酸锂苛化生产氢氧化锂产能（一次生 产），剔除了氢氧化锂提纯产能以及磨细产能（属于二次处理）。

在产销量和供需平衡方面，我们预计 2019 年全球单水氢氧化锂产销量为 9.96 万吨（统计口 径中尽量采用销量），需求量约为 7.97万吨。短期过剩较为明显，一方面与氢氧化锂目前高 库存的现实基本面相符，另外也与统计口径以及不同锂盐、锂深加工产品之间的相互转化相 关。也正因为不同的锂化合物之间可以相对灵活的转化，尽管电池级氢氧化锂产品具备较高的生产壁垒，但也难以在中长期走出独立于碳酸锂的独立行情，氢氧化锂作为单一产品的景 气周期总体与锂化合物整体的商品周期紧密关联。但根据供需关系，在季度至半年维度，氢 氧化锂相对于碳酸锂的溢价的确具备一定的弹性，后文将详述。