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化工原料常见问题

碳酸锂介绍

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  什么是碳酸锂?

  碳酸锂是一种常见的无机钾盐,化学式为Li2CO3,分子量73.89,通常为无色单斜晶系结晶体或白色粉末,是最重要的锂产品,可再加工成其他锂产品。碳酸锂不属于国家规定的危化品,性质稳定:在空气中不易氧化、潮解;热稳定性较高,熔点为720°C,沸点为1310℃。因此,碳酸锂耐储存,保质期一般在12个月以内,需密闭败存于通风干燥处,注意防雨淋水浸,不可与酸类物品接触。

  碳酸锂应用广泛,现阶段主要用途为制备锂电池材料,锂电池按应用领域可分为新能源汽车动力电池、消费电子电池、储能电池。其余应用领域为玻璃陶瓷、医药、润滑脂等传统行业。锂电池方面,碳酸锂的下游产品可分为正极材料、电解液和负极材料。

  碳酸锂的产业链

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  碳酸锂的分类

  碳酸锂根据其主成分含量、粒度、化学指标以及纯度被分为工业级碳酸锂与电池级碳酸锂,二者均有对应的国家或行业标准。目前,行业内根据主成分含量进一步将碳酸锂细分为以下几类:主成分含量在99.5%以上,杂质达标的称为电池级碳酸锂;主成分含量在99.5%以上,但是个别杂质指标不满足电池级的,称为准电池级碳酸锂;主成分含量在99.2%-99.5%,但是杂质相对较多的称为工业级碳酸锂,主成分含量在99.2%以下,称为粗制碳酸锂,也有称为工业级碳酸锂。随着品质越高,碳酸锂的价格越贵,但需要说明的是,多数粗制碳酸锂还是经过加工提纯变为电池级碳酸使用。

  不同锂电池正极材料需要不同品质的碳酸锂。电池级碳酸锂主要用于生产低镍及部分中镍三元材料、钻酸锂以及部分磷酸铁锂等键离子电池正极材料,由于终端电动汽车的安全性要求极高,因此对主成分含量,尤其是杂质的要求高于其他用途的要求。工业级碳酸锂用于制备锰酸锂和碳酸铁锂,也可进一步加工、除杂成为电池级碳酸锂。

  从产量来看,电池级碳酸锂和工业级碳酸锂的产量分布较为平均,前者略多一些。据上海有色网统计,2022年电池级产品产量约19.9万吨,占53%;工业级产品产量约18万吨,占47%。

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  全球锂矿石概况

  全球来看,碳酸锂的生产原材料与工艺发生过几次变化。20世纪80年代,矿石提锂是碳酸锂的主要来源。20世纪90年代中期,一些企业开始从卤水中提取碳酸锂,这比露天或地下开采的费用低,导致大部分锂矿关闭或者转向开采其他矿物,盐湖提锂逐渐成为行业主流。后来,随着锂辉石和锂云母提锂技术工艺智能化,矿石提锂在产品质量、生产规模和速度等方面的优势日益凸显,能更好地满足下游锂电池领域快速增长的需求,矿石提锂所占比重才再度扩大。如今,矿石提锂和盐湖提锂并列为碳酸锂的两大来源。全球碳酸锂及其行生产品产量约四成来自盐湖卤水提锂,约六成来自矿石提锂。

  现阶段,全球碳酸锂供给呈现高度集中的特点。从矿石提锂产业链来看,澳大利亚为目前锂精矿主要产地,我国为锂矿冶炼和碳酸锤主要生产国。未来随着巴西和非洲五国(刚果(金)马里、津巴布韦、加纳、纳米比亚)的锂矿陆续设产,矿石来源将呈现多元化趋势;我国将维持锂矿冶炼的统治地位。从盐湖提锂产业链来看,我国青海和西藏盐湖虽然资源禀赋较差,但通过不断技术创新,依然占据了全球盐湖提22%产量。南美国家由于盐湖资源特性,能直接由卤水析出粗制碳酸锂,占据全球盐湖提78%产量。其中智利由于盐湖开发起步最早,是目前海外碳酸锂主要生产国。未来几年,随着阿根廷盐湖陆续投产,海外碳酸锂生产将呈现两强格局。

  从生产企业来看,国际碳酸锂供应企业集中度较高,美国雅保ALB、智利矿业化工SQM,以及即将于2023年年底完成合并的美国Livent和澳大利亚Alkem为国际碳酸主要供应商,2022年合计产量约占海外产量的74%,全球的27%。其中ALB、SQM、Livent均在我国境内设有实体企业ALB在国内还有生产工厂。Allkem则主要销往日韩,产品以氢氧化锂为主。


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