锂电池的兴起带动了碳酸锂的超大行情,三元电池的普及推高了钴的需求。固态电池的产业化将拉动哪些上游资源?五矿证券研究报告从氧化物固态电解质的元素构成出发,测算了固态电池对锆、镧、钛等小金属的需求量级,并结合全球资源供给格局分析了潜在的投资线索。
固态电解质带来的上游资源需求增量
固态电池对上游资源的影响主要体现在固态电解质的元素构成上。从常见的氧化物固态电解质LLZO(Li₇La₃Zr₂O₁₂)和LATP(Li₁.₃Al₀.₃Ti₁.₇(PO₄)₃)可以看出,固态电池有望对锆、镧、钛等金属形成一定带动【1†L19】。
五矿证券对不同技术路线下固态电解质的原材料消耗做了量化测算。以LLZO为例,100GWh半固态电池预计消耗约0.58万吨氧化镧、0.29万吨氧化锆【1†L19】。而在全固态场景下,由于固态电解质用量从100吨/GWh提升至1000吨/GWh,100GWh全固态电池需要约5.8万吨氧化镧、2.9万吨氧化锆【1†L19】。全固态与半固态对上游资源的需求量级相差一个数量级,这意味着全固态产业化将对相关小金属市场产生显著影响。
从全球供给格局看,部分元素的资源集中度较高。2019年全球生产锆矿物精矿约148万吨(以ZrO₂计),澳大利亚是最大生产国,年产55万吨,中国生产8万吨,占全球的5.4%【1†L20】。镧属于稀土元素,2022年全球稀土产量30万吨,中国稀土产量21万吨,同比增长25%【1†L20】。中国高纯氧化镧年产量约2.5万吨,占全球高纯氧化镧产量的80%以上【1†L20】。
锆、镧、钛——三种关键元素的供需格局
锆是LLZO型固态电解质的核心元素之一。全球锆资源供给相对集中,澳大利亚和南非是主要产区【1†L20】。中国锆精矿产量仅占全球5.4%,对海外资源依赖度较高【1†L20】。若全固态电池实现大规模量产,2.9万吨氧化锆的需求增量将占全球年产量的约2%,对锆市场将产生可感知的需求拉动。
镧的供给格局则完全不同。中国在全球高纯氧化镧市场占据绝对主导地位,年产量约2.5万吨,占全球80%以上【1†L20】。全固态电池5.8万吨氧化镧的需求量相当于当前中国年产量的2.3倍,若固态电池产业化如期推进,氧化镧市场将面临显著的供需重构。不过镧作为稀土元素,其生产通常与稀土整体开采计划相关联,供给弹性需要综合评估。
钛的下游需求目前主要以钛白粉和海绵钛为主,固态电池对钛的需求增量相对有限【1†L20】。LATP型电解质中钛是组成元素之一,但LATP并非全固态电池的主流路线(全固态以硫化物为主),因此钛在固态电池叙事中的资源逻辑弱于锆和镧【1†L5】。
从碳酸锂到氧化锆——资源逻辑的迁移
锂电池产业化的历史表明,上游资源往往是产业链中最先受益且弹性最大的环节。碳酸锂在液态锂电池中的需求爆发带动了从5万元/吨到60万元/吨的价格周期,钴则在三元电池普及中经历了类似的价值重估【1†L19】。固态电池的产业化若如期推进,锆、镧等小金属有望复刻类似的资源逻辑。
但需要注意的是,固态电池对上游资源的需求量级与产业化进度高度相关。半固态阶段对锆、镧的需求量仅为全固态的十分之一【1†L19】。在全固态量产延迟至2030年后的判断下【1†L17】,上游资源需求的实际释放时间可能晚于市场预期。此外,硫化物全固态路线若成为主流,则对锆、镧等氧化物价电解质相关元素的需求将低于氧化物路线【1†L5】。技术路线的最终收敛方向,将是决定上游资源受益程度的关键变量。
100GWh固态电池中固态电解质对应的原材料消耗(吨)| 原材料 | 半固态(100吨/GWh电解质) | 全固态(1000吨/GWh电解质) |
|---|
| 氧化镧(LLZO) | 约5,800 | 约58,000 |
| 氧化锆(LLZO) | 约2,900 | 约29,000 |