品質和效率的提升，使無水氫氧化锂技術路徑大概率成為未來産業發展趨勢。

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，隻是露在水面上很小的一部分，大約隻有八分之一露出水面，另外的八分之七藏在水底。

而暗湧在水面之下更大的山體，則是長期壓抑并被我們忽略的“内在”。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。

自冰山理論誕生後，弗洛伊德、海明威、薩提亞等巨匠分别在各自領域對其加以诠釋，廣泛運用到心理學、管理學、醫學界等。

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年是新能源車發展史中極具爆發力的一年。根據乘聯會數據顯示，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。

锂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％；磷酸鐵锂電池累計裝機量79.8GWh，占總裝機量的51.7％，同比增長227.4％。

數據背後，折射出锂電産業的變與不變。

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，磷酸鐵锂電池裝機量近年來首次超過三元锂電池。

談起三元電池和磷酸鐵锂電池，二者更像锂電池一家的親兄弟，在新能源車發展的曆史上相愛相殺。

價格“冰山”浮現

新能源汽車發展初期，電池的安全性能被放在首要位置，磷酸鐵锂和钴酸锂備受青睐。

而後随着高端乘用車型的出現，消費者在安全性能基礎上，對續航裡程提出了更高要求。

由于磷酸鐵锂比容量普遍在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台。

關鍵性轉折發生在2017年，在這一年，補貼新政首次将能量密度作為考核指标。

對于能量密度低于90wh/kg的車型不再補貼，90-120wh/kg的車型補貼系數為1倍，120wh/kg以上的車型補貼倍數為1.1倍。

之後政策不斷提高被補貼的電池标準，至2020年125wh/kg以下的車型無補貼，160wh/kg以上的車型補貼倍數為1倍。

正是财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年的情況再度發生改變，磷酸鐵锂出貨量反超三元。其背後原因有兩層，其一是CTP 、刀片電池等技術的開發使得磷酸鐵锂的能量密度大幅提升。

其二是新能源賽道的高企，促使上遊資源價格暴增。除了锂價的暴漲外，三元電池使用了稀缺且價格高昂的钴、鎳，使得成本大幅高于磷酸鐵锂。

雙重因素符合降本增效的第一性原則，再加上锂電池補貼退坡，車企間競争加劇等外生變量，導緻今年鐵锂迎來大爆發，出貨量超過三元電池。

這種變化同樣影響到磷酸鐵锂和三元電池的核心原材料碳酸锂和氫氧化锂上。

最明顯不過的變化在于價格，在需求景氣的前提下，二者價格大幅飙升。

根據上海有色數據顯示，3月7日，碳酸锂價格上漲至49.7萬/噸，氫氧化锂價格上升至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，還可以得出這一結論：過去碳酸锂和氫氧化锂的價格一直處于交替領先的局面。2021年，在磷酸鐵锂電池需求大幅上升的背景下，碳酸锂相對氫氧化锂出現了明顯的溢價。

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節，卻可以探索到深藏在價格冰山之下的更多因素。

冰山之下

氫氧化锂和碳酸锂類似，都是锂的化合物，是生産正極材料的锂源，處于锂産業鍊的中遊冶煉加工環節。

目前碳酸锂主要用在生産磷酸鐵锂和三元材料中的中低鎳正極材料上（NCM 111、523以及部分622），而氫氧化锂主要用于生産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出疑問，為什麼碳酸锂不能用在高鎳正極材料呢？

我們深入到工藝流程時發現，在将锂鹽與三元前驅體顆粒混合燒結時，需要锂鹽呈熔融液态。液體的優異流動性可以使锂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。無水氫氧化锂的熔點約為 462℃，單水氫氧化锂的熔點約為 470℃，而碳酸锂的熔點高達 723℃。

顯而易見，氫氧化锂熔點和三元材料的燒結溫度更加匹配，而碳酸锂則熔點過高。生産條件要求高鎳三元材料隻能使用氫氧化锂作為锂源。

除了下遊的應用外，碳酸锂和氫氧化锂的生産過程同樣存在着千絲萬縷的聯系。

生産碳酸锂目前被廣泛應用的工業方法是硫酸法，通過硫酸與锂輝石反應得到硫酸锂，在硫酸锂溶液中加入碳酸鈉即可得到碳酸锂，加入氫氧化鈣或氫氧化鈉生産出氫氧化锂。

氫氧化锂還可通過采用一步苛化法生産氫氧化锂。

贛鋒锂業（ 002460.SZ）和天齊锂業（ 002466.SZ）均采用硫酸锂苛化法。此方法具備成本低、工藝成熟、生産流程短、能耗低、物料流通量小等優點，是全球生産氫氧化锂的主流工藝。

生産碳酸锂和氫氧化锂的原材料同樣都是以锂礦石為主，輔料為硫酸、純堿等。

（鹽湖提锂方面：制備锂鹽主要采用太陽池法，先生産出粗制碳酸锂，然後苛化制備氫氧化锂，此工藝相對比較成熟，但是需要較高的資源禀賦，鹽湖中高濃度的锂離子和低濃度的鎂元素。）

據業内人士測算，生産一噸碳酸锂需要8噸6％品位的锂輝石、1.7噸純堿、2.4噸硫酸、7.2噸動力煤、3000KWh電力，折舊和人工分别為6000元/噸和350元/噸。

而生産一噸氫氧化锂需要7噸 6％品位的锂輝石、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，折舊和人工分别為6000元/噸和350元/噸。

從成本構成可以看出二者在锂輝石用量上存在差别，而锂輝石在三元電池和磷酸鐵锂電池的成本超過了80％。

锂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锂礦供不應求，成本因素帶動價格上升。

另一方面，新能源汽車的火熱使得锂礦需求高企，各路資本的瘋狂追逐進一步推升了锂礦價格。

因此，供給不足，需求擴張的雙重因素導緻锂礦價格上漲。同時帶動碳酸锂、氫氧化锂價格同步上漲，對锂礦的用量不同導緻二者價格出現偏差。

現階段來看，成本占據優勢的碳酸锂更被市場所接受。然而，短暫的市場格局交替變更并不意味着長期格局的形成。

一直以來，锂電池最被诟病的就是續航短、電池空間及重量過大，所以提升能量密度是行業發展的首要地位。

按照國家2020年10月發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》，2025我國純電動汽車動力電池的能量密度年目标為400Wh/kg，2030年目标為500Wh/kg。

目前國内的三元锂電池能量密度可達200Wh/kg以上，而磷酸鐵锂電池能量密度上限約為180Wh/kg。

即便鐵锂即便未來存在技術突破，但本身材料還是成為限制其能量密度的天花闆。 短期内，二者的關系相輔相成。 在未來，三元正極材料無疑更加适合電池高能量密度的需求。

冰山之下，還有冰川

通過對氫氧化锂的市場研究發現，市場的競争格局呈現出頭部企業份額集中的現象。2020年贛鋒锂業、雅保、雅化锂業三者的市占率達到70％。

從國内産能布局來看，現有氫氧化锂産能15.28萬噸，到2025年大概在36.78萬噸，比起其他産業鍊環節動辄3倍、5倍的産能布局，4年1.4倍的氫氧化锂算是溫和式的産能擴張了。

根據各廠商産能擴張計劃可以看出2022和2023年為産能集中釋放年份。以新能源車的滲透率為基數，測算2024、2025年氫氧化锂需求增量顯著大于供給增量，且2025年氫氧化锂冶煉産能将會出現明顯缺口。

決定氫氧化锂産業格局還是在于掌握锂資源量的大小，從衆多競争對手來看，贛鋒锂業自不必多說，在國内的锂資源儲備上首屈一指。

此外，具備銀河锂業優先購買權、亞洲最大锂輝石礦李家溝采礦權的雅化集團；進入甯德時代供應鍊體系并通過天宜锂業綁定澳洲锂輝石的天華超淨。老牌對手天齊锂業、新晉勢力威華股份都存在着一定的競争力。

然而，若未來産能如期放量的話，必然導緻競争加劇，同質化産品競争的結局必然是價格戰。差異化産品顯然是解決的方法之一，那麼，氫氧化锂技術路徑中是否存在？

這個答案是肯定的，微粉、無水氫氧化锂技術提供了差異化的産品，對未來行業格局影響極深。

破冰之旅

從三元锂電池的産業鍊上來看，上遊為钴鎳等礦産資源，中遊為三元前驅體和三元正極材料，下遊為三元锂電池。

三元前驅體是三元正極材料的前一道工序，三元正極材料的生産過程就是将三元前驅體與碳酸锂/氫氧化锂混合後燒結制成。

在正極材料的生産過程中，氫氧化锂需要與三元前驅體混合均勻，方能獲得更好的性能。三元前驅體通常是鎳钴錳或者鎳钴鋁的混合物，呈微粉狀，粉體粒度很小。

例如格林美的GEM-1-6型三元前驅體，粒徑通常在5-6微米。而普通的粗顆粒氫氧化锂粒徑通常在350-400微米，是前驅體粒徑的近百倍。

因此，在氫氧化锂和三元前驅體混合燒結之前，需要将氫氧化锂磨細至和前驅體接近的水平。

資料來源：長遠锂科招股說明書

然而，研磨這個工藝看似簡單，實則複雜，存在較深的壁壘。

氫氧化锂呈強堿性，極易吸潮，并且對磁性異物極為敏感。粉碎這個環節對産品的粒度分布、磁性異物、損耗率和碳酸鹽含量的控制要求極高。這一行業需要的是大量生産累積know-how。

可是，氫氧化锂研磨過程中存在着損耗，高昂成本使得正極材料廠望而卻步。

其結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锂并自行研磨。

不自行研磨的正極材料廠要麼選擇锂鹽廠直供微粉、要麼親自委托或者由锂鹽廠代為委托第三方加工。

目前，锂鹽廠中僅贛鋒锂業能直接供應微粉産品，其他锂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。

在氫氧化锂的技術路徑中，無水氫氧化锂無疑是更接近終極的技術。

我們日常提到的氫氧化锂、或者行業網站對氫氧化锂的報價、锂鹽廠交付的産品其實是單水氫氧化锂。

單水氫氧化锂，分子式為LiOH·H2O，在單水氫氧化锂中，氫氧化锂的含量大約為56.5％，剩下均為結晶水。

無水氫氧化锂指的是氫氧化锂經高溫處理後，脫去結晶水的氫氧化锂。

正極材料廠往往将單水氫氧化锂直接和前驅體混合進行燒結，在燒結的過程中脫去結晶水。

然而，脫水過程需要長達7-8小時，大幅增加了能耗。脫水環節可能導緻部分氫氧化锂與空氣中的二氧化碳進行反應（簡稱碳化），碳化的産品無法應用，無疑提高了成本。

并且，脫水環節極易成為正極材料廠的工藝瓶頸進而影響産出效率。

因此，部分正極材料廠認為，将脫水這一環節放在锂鹽廠，對于正極材料的生産更加便利。

一方面脫水環節放在锂鹽廠，即便碳化的部分也可以進行回收利用；另一方面，在單水氫氧化锂中，氫氧化锂的含量僅約為一半。

若脫掉結晶水後，磁性異物等雜質含量仍能保持原規定水平，相當于锂/雜質的比例提升了一倍。

效率、純度的提升對于正極材料廠的重要性不言而喻。

于是，正極材料廠遂向锂鹽廠提出了脫去結晶水的微粉氫氧化锂需求，無水氫氧化锂這一細分品種應運而生。

據了解，目前國内正極廠暫時還沒有無水氫氧化锂的需求，無水氫氧化锂産品全部出口。

相較微粉氫氧化锂，無水氫氧化锂這一技術路徑難度更大。無水産品在生産、包裝、防護過程中要求都更高。

氫氧化锂本身便是有刺激性味道的危險化學品，并且脫水後的氫氧化锂更易碳化、吸潮性更強，脫水後分子引力上升導緻容易出現結塊現象。

在下遊應用中，即便發現少量結塊現象，正極材料廠也會整批次退貨。

對于無水氫氧化锂庫存管理提出的要求則更高，粗顆粒氫氧化锂保質期約為6個月，微粉級産品保質期小于3個月，無水氫氧化锂保質期隻短不長。

從工藝上來看，無水産品是先脫水，後研磨，無水微粉産品要求廠商掌握無水 微粉兩道工序。

目前，國内僅有贛鋒、永正兩家企業生産無水氫氧化锂。第一梯隊氫氧化锂廠商中，雅保&；Livent 仍停留在僅滿足于供應粗顆粒産品的階段。

二線廠商中，甚至粗顆粒産品的品質都還沒有得到大規模的客戶檢驗。短期内市場上較難有第三家能實現規模化供應無水産品的锂鹽廠出現。

性能優異并且稀缺的産品出現意味着更高的成本，更好的利潤。因技術壁壘高，無水産品的盈利性顯著強于微粉和粗顆粒産品。

據業内人士調研發現，相比單水微粉産品，無水産品的成本額外高出5000-7000元/噸，但帶來的溢價遠不止此。

根據海關月度出口均價：以當月國内微粉氫氧化锂均價為基準，無水産品2019年4-12月溢價在1.3-5.6萬/噸。長期來看無水微粉産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，無水産品的溢價顯著高于脫水工序所産生的額外成本，溢價能力很強；但另一方面來看，無水産品目前體量仍然很小，尚未形成成熟、有效的定價機制，溢價波動區間較寬。

顯而易見，無水氫氧化锂産品确實存在較高壁壘，技術集中于兩家廠商手中，存在較強的議價能力，贛鋒、永正兩家企業有望獲取超額收益。

結語

冰山之下，還有冰川。

碳酸锂和氫氧化锂在看似競争的關系下二者同樣存在着水乳交融的聯系。

微粉、無水氫氧化锂技術路徑長路漫漫，無水氫氧化锂的普及難以一蹴而就。

産線配套、工藝成熟度、成本問題、行業标準、話語權争奪等因素注定這将是一個循序漸進的過程。

品質和效率的提升使得這一技術路徑大概率成為未來産業的發展趨勢。

這個過程，你我将是見證者。

本文源自阿爾法工場研究院

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