【中粮视点】碳酸锂：（一）碳酸锂及锂产业链基本概况
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概要
近几年新能源汽车的火爆销量已于日常生活中显现，出行时可以看到大街小巷四处都有电动汽车的身影。而作为锂离子电池新能源汽车的核心-碳酸锂的需求量也在日益高涨，节节高升的成交量以及交易价格无不印证碳酸锂市场火爆的状态。因此，本文将梳理碳酸锂的产业链、应用、供需平衡以及价格走势，并以此推测碳酸锂在未来的表现。
2021年前，电池级碳酸锂价格每吨只在十万元以下徘徊，而到了2022年以后陡然上升，一度到达五十万元以上。个中缘由，不外乎为碳酸锂供应趋紧。下游新能源汽车产量的攀升自然少不了对原材料供应量的需求。
2023年7月21日，碳酸锂期货及期权将在广州期货交易所上市。本文将梳理碳酸锂的产业链、供需平衡、价格走势以及衍生品应用，并以此推测碳酸锂在未来的表现。
第一部分
碳酸锂及锂产业链基本概况
碳酸锂（LithiumCarbonate，Li2CO3）是一种常见的无机锂盐（无机化合物），呈白色单斜晶系粉末状。
物理性质：熔点723℃，沸点1342℃，相对密度2.11g/cm3，水溶性13g/L（20°C）。在空气中不易氧化、潮解，热稳定性较好。在室温下即可储存，但是对于湿度有严格要求，需要保持在干燥的环境。在水中的溶解度很小，溶解度随温度的升高而降低。
化学性质：加热至沸点时开始部分分解成氧化锂和二氧化碳（Li2CO3=加热=Li2O+CO2）；溶于稀酸（Li2CO3+2H+=2Li++H2O+CO2），不溶于醇（乙醇、丙酮）。化学性质稳定，耐储存、易运输。
二
锂元素是最轻的金属元素
碳酸锂作为锂产业的重要中间产品，主要通过提炼提纯锂辉石[SC1] 、卤水等锂资源中的锂元素制备。
锂（Lithium，Li）原子序数3，属IA族金属元素，是最轻及密度最小的固体元素，也是自然界中标准电极电势最低、电化学当量最大、最轻的金属元素。其在自然界中的丰度较大，居第27位，在地壳中的含量约为0.0065%。金属锂密度小、导电性高、热导率低、电负性弱，具有独特的物化性质，广泛应用在电池、玻璃陶瓷、冶金、化工、医疗等领域，是生产锂电池正极材料的核心原料。
物理性质：锂是一种银白色的碱金属元素，质软，容易受到氧化而变暗，是所有金属元素中最轻的。密度为0.534克/cm3，熔点为180.50°C（453.65K，356.90°F），沸点为342°C（1615K，2448°F）。与其他碱金属相比，锂的压缩性最小，硬度最大，熔点最高。锂具有较高的导电性和较低的热导率。因此，锂在制造高导电性材料和热障材料方面具有重要的应用。此外，锂的密度较小，在航空、航天等领域具有独特的应用价值。
化学性质：锂的化学性质十分活泼，在一定条件下，能与除稀有气体外的大部分非金属反应，但不像其他碱金属那样容易。锂也是唯一与氮在室温下反应的碱金属元素，且拥有良好的导电性。锂具有较弱的电负性，因此它易与其他元素结合形成化合物。例如，锂与氧结合形成锂氧电池，广泛应用于便携式电子设备和电动汽车。此外，锂还与其他金属元素结合形成合金，在航空、航天等领域具有重要的应用。
三
锂元素的发展史
1800年，巴西化学家JoséBonifáciodeAndradaeSilva在名为Utö的瑞典小岛上发现了透锂长石（LiAlSi₄O₁₀）。1817年，瑞典化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特森（Arfwedson）最先在分析透锂长石时发现了锂。锂的英文名lithium来源于希腊语lithos（意为石头），用于表明该元素是在矿物中被发现的。1818年，格梅林（Gmelin）发现锂盐的火焰呈深红色。但是，格梅林和阿尔费特森均未能从锂盐中分离出锂。
直到1821年，布兰德（WilliamThomasBrande）使用化学家戴维（HumphryDavy）发明的电解法来电解氧化锂才获得了微量的锂。1855年，德国化学家本生（RobertBunsen）和英国化学家马提生（AugustusMatthiessen）通过电解氯化锂获得了大量的锂。1923年，德国MetallgesellschaftAG公司开始锂的商业化生产。
锂行业发展锂的生产和使用经历了几次巨变。在二战及二战后不久，锂基润滑脂比其他的碱性润滑脂具有更高的熔点，比钙基润滑脂具有更好的防腐性能，因而锂主要被用作航空发动机以及类似产品的高温润滑脂，并且该类产品在当时主要由美国生产。
冷战期间，核聚变武器的生产导致锂需求的急剧上升，因为裂变反应产生的中子可以将锂转化为氚（锂-6与一个中子作用生成氚和氦-4，锂-7与一个中子作用生成氚、氦-4和一个中子）。从20世纪50年代末到20世纪80年代中期，美国成为了锂的主产国，氢氧化锂的库存量达到4.2万吨，其中75%用于了锂-6的生产。在此之后，锂主要用于降低玻璃的熔化温度以及提高氧化铝的熔融特性。这两大应用主导了锂的消费市场并一直持续到20世纪90年代中期。核军备竞赛结束以后，锂的需求和价格均有所下降。
近几年来，随着电子产业迅速发展，锂电池的消费大幅上涨，锂在电池中的应用已经成了锂的主要消费领域。玻璃陶瓷制造业成为了锂的第二大消费领域。
四
碳酸锂的分类
按照物理形态，碳酸锂分为粉末状和颗粒状，其中粉末状适用于电池、玻璃陶瓷等领域，颗粒状适用于冶金、化工等领域。
按照生产工艺，碳酸锂分为天然和合成，其中天然指存在于地球外壳中的天然矿物，如石墨烯、莫来石等，合成指通过化学合成制备。
按照用途，碳酸锂分为锂离子电池级、玻璃陶瓷级、冶金级、化工级等，其中锂离子电池级是目前需求量最大的类别，要求纯度高、杂质低。
按照规格，碳酸锂分为工业级和电池级，其中工业级杂质含量较高、价格相对较低，电子级则纯度高、价格亦高。此次广期所上市的期货合约的交割品为电池级碳酸锂，替代交割品为工业级碳酸锂（贴水25000元/吨）。
五
锂产业链
从产业链来看，锂的上游包括矿石锂和卤水锂两种天然矿产资源锂，其中卤水锂资源是锂产业链区别于其他金属的最重要特征，金属资源的来源从岩石、尘土，再增加一类。中游主要是从矿产资源中提取锂元素，生产锂化工产品，以碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂等化合物形式存在。下游应用于电池、陶瓷玻璃、润滑剂等生产制造领域。