研究报告
一、锂矿行业速览：
锂矿用途：87%用于电池；4%用于陶瓷和玻璃；2%用于润滑脂(轴承润滑剂)
锂矿储量：
(下述锂矿指锂的净含量，非矿石量.)
全球锂矿储量约为2800万公吨，智力、澳大利亚、阿根廷锂矿储量前三，澳大利亚、智利、中国锂矿开采量前三。
锂矿供需与价格：
(下述锂矿指锂的净含量，非矿石量；锂矿产量不包含美国数据.)
由于锂电池的需求的增长，2023年锂矿全球生产量为18万公吨，同比增长23%。2023年锂矿全球消费量为18万吨，同比增长27%。由于全球电动车销量不及预期，2023年中国地区碳酸锂现货价格(CIF)从1月份7.6万美元/吨下降到11月份2.3万美元/吨，下滑69.7%。2023年中国地区氢氧化锂现货价格(CIF)从1月份8.15万美元/吨下降到11月份2.25万美元/吨，下滑72.4%。美国碳酸锂的全年平均价格从2022年6.8万美元/吨下降到2023年的4.6万美元/吨，下滑32%。2023年澳大利亚锂辉石(LiOH含量6%)价格(FOB)从1月份6,000美元/吨下降到11月份2,500美元/吨，下滑58%。
数据来源：MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2024-U.S. Geological Survey
小结：由于锂矿87%用途用于锂电池生产上，所以分析锂电池市场空间与竞争格局，可以更好的反应锂矿的供需与价值。
二、市场空间：
锂电池介绍：
由于87%的锂矿用于生产锂电池，因此锂电池的空间决定了锂矿的空间，锂电池当前主流技术路径为磷酸铁锂电池和三元锂电池。
磷酸铁锂：
图：磷酸铁锂电池结构示意图
磷酸铁锂为电池正极材料，一般通过碳酸锂(Li2CO3)制成，反应方程式如下：
24FePO4+C6H12O6+12Li2CO3=24LiFePO4+18CO2↑+6H2O (数据来源：百度文库文献)
根据摩尔质量计算，12Li2CO3与24LiFePO4比值为886.7：3786 → 1：4.27，1kg的磷酸铁锂需要0.234kg的碳酸锂。根据市场数据看，1Gwh(100万Kwh)的电池需要至少2200-2500吨磷酸铁锂，相当于515-585吨碳酸锂，一吨碳酸锂中锂的含量为0.1878吨，也就是100万Kwh需要515 x 0.1878 = 96.7吨锂，计算得出1Kwh需要96.7g锂。
以特斯拉Model3 2022后轮驱动版举例，该车电池容量为60Kwh，按磷酸铁锂计算，需要5802g锂元素，按全球2800万吨锂含量计算，预计可以造48.3亿量类似乘用车。考虑到当前全球汽车保有辆约为14亿左右，长期来看锂并不会短缺。以2023年18万吨锂矿(含锂量)产量计算，可以生产约3100万台60Kwh磷酸铁锂电动车，而2023年全球出货量约为1500万辆。
三元锂：
图：三元锂电池结构示意图
镍钴锰酸锂为电池的正极材料，化学式为LiNixCoyMn1-x-yO2, 镍钴锰酸锂一般由氢氧化锂(LiOH)制成，反应方程式如下：
4NixCoyMn1-x-y(OH)2 + 4LiOH + O2 = 4 LiNixCoyMn1-x-yO2 + 6H2O (数据来源：容汇通用锂业招股说明书)
根据摩尔质量计算，4LiOH与4LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(Ni、Co、Mn都取1/3)比值为95.8：385.8 → 1：4，1kg的镍钴锰酸锂需要0.25kg的氢氧化锂。根据市场数据看，1Gwh(100万Kwh)的电池需要至少1500-1800吨镍钴锰酸锂，相当于375-400吨氢氧化锂，一吨氢氧化锂中锂的含量为0.2898吨，也就是100万Kwh需要375 x 0.2898 = 112.1吨锂，计算得出1Kwh需要112.1g锂。
以特斯拉Model3 2022后轮驱动版举例，该车电池容量为60Kwh，按三元锂计算，需要锂6726g锂元素，按全球2800万吨锂含量计算，预计可以造41.6亿量类似乘用车。考虑到当前全球汽车保有辆约为14亿左右，长期来看锂并不会短缺。以2023年18万吨锂矿(含锂量)产量计算，可以生产约2676万台60Kwh三元锂电动车，而2023年全球出货量约为1500万辆。
磷酸铁锂V.S三元锂的优缺点：
1. 对比磷酸铁锂(LiFePO4)和三元锂(LiNixCoyMn1-x-yO2)分子式，三元锂用到了贵金属材料，价格上磷酸铁锂有优势。
2. 对比磷酸铁锂和三元锂结构式，磷酸铁锂在充放电上结构更加稳定，安全性更强。
3. 因为三元锂的化学结构不稳定，长期的充放电和过高的温度会降低三元锂的使用寿命。
4. 三元锂的含有钴元素，能够降低抗阻值，提高电导率，因此充放电过程中，锂离子能够更好的通过隔膜，导致三元锂的能量密度更大，在同重量下，三元锂能够实现更大的储电能力。
5. 三元锂正极含有贵金属，能够实现更高电压的工作，因此充电效率更高。
6. 三元锂电池含有贵金属，工作电压和比能量都较高，结构决定三元锂化学活性更强，因此在低温下任然有较高的放电能力和容量，能耐低温环境。
7. 三元锂化学活性更强，高温下会加速氧化还原反应，导致电池容量快速衰减，因此不耐高温。
小结：磷酸铁锂和三元锂作为市场主流的两种锂电池产品，各自有优缺点，但是从锂元素的用量上看，同能量下三元锂的用量比磷酸铁锂高出15g/Kwh。考虑到全球2800万吨的锂净含量，不管是三元锂还是磷酸铁锂都足够完成电动车对汽油车的替代。虽然全球供需水平不存在问题，但是局部地区存在供需失衡。根据EVTank数据，2023年全球电动车销量为1465万辆，其中中国电动车销量为950万辆，占比65%。按60Kwh的磷酸铁锂电动汽车计算，950万辆电动车需要消耗锂5.5万吨(950万辆x 5802g/辆 = 5.5万吨锂净含量)，而2023年中国锂的净产量仅为3.3万吨，任然有40%的缺口。根据2023年海关数据，我国净进口碳酸锂14.9万吨，换算成锂净含量为2.8万吨，与缺口数较为匹配。
根据2023年7月8日公安部的数据，2023年上半年全国机动车保有辆为4.26亿，其中汽车3.28亿，新能源汽车1620万辆。根据2023年12月27日《中共中央、国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》文件，到2027年新增汽车中新能源汽车占比力争达到45%。2023年中国汽车销量3009万辆，其中系能源销量950万辆，占比31.6%。2024-2027年，4年间新能源销量有望增加42%至1350万辆(假设汽车总销量在3000万左右不变)。按照1350万辆60Kwh磷酸铁锂电车计算，预计消耗锂净含量为7.83万吨，是2023年开采量2.37倍，4年CAGR24%。(前提：全球产能保持稳定，国内锂矿有价格优势)