澳大利亚证券交易所的石墨股票:终极指南

锂离子电池的石墨含量是锂的40倍。

石墨是众多工业应用的重要成分,包括蓬勃发展的锂离子电池领域。在美国和欧盟,这种矿物一直被列为关键矿物,加上消费的不断增长,推动了澳大利亚证券交易所大量以石墨为重点的股票。

许多锂投资者可能没有意识到的是,蓬勃发展的锂离子电池中石墨的含量是锂的40倍。

虽然石墨在锂离子电池中的使用量正在迅速上升,但它的主要最终用途是全球钢铁行业。

近年来,钢铁行业一直停滞不前,但它已经开始向上攀升。世界钢铁协会(World Steel Association)估计,2017年全球钢铁产量增长了5%。

随着这一领域的发展,锂离子电池吞噬了更多的石墨市场,这种矿物在不久的将来将面临供应紧张和价格上涨的局面。

中国强大的影响力

由于中国对全球石墨供应的贡献率在65%至80%之间,多年来该行业在很大程度上受制于中国的供需决策,中国还为这种大宗商品的价格设定了全球标准。

自2015年以来,中国政府对污染问题采取了更强硬的立场,并进行了彻底的改革,以解决一些环境问题。这导致了产量的下降,以及包括石墨在内的多种大宗商品的间歇性停产和运营。

作为其环保重点的一部分,该地区的石墨产量在去年年中被削减,导致该国出口突然下降。

今年下半年,中国的减产导致全球石墨供应趋紧,引发这种矿物的价格从2016年以来的最低点反弹至2017年10月。

2011年至2017年的石墨价格

石墨不在任何商品交易所进行交易,其定价是基于卖方和买方的直接谈判。因此,公布的价格只是粗略的参考,石墨市场相对不透明,尽管现在不那么透明了。

这种矿物的最终价格还取决于许多因素,包括纯度、结晶度、大小(网格)、下游加工(即球形石墨)和预期的最终用途。

作为一个粗略的指导方针,+80目石墨薄片和石墨碳含量超过95%的价格通常最高,其价值通常随着纯度和尺寸的增加而增加。

据分析师Roskill说,10月份含94% – 97%石墨总碳量(TGC)的片状石墨价格反弹,导致价格上涨36%,平均每吨863美元。中等鳞片石墨价格约为953美元/吨,而大鳞片石墨价格则升至998美元/吨。

两个月后,Benchmark分析师估计,2017年12月,由94-95% TGC和+80网组成的中国大型片状石墨的离岸价格已升至1125美元。

在2016年12月至2017年12月的12个月里,基准声称所有天然石墨产品的价格平均上涨了25%。

尽管最近价格回升,石墨仍有一段路要走,直到它回到以前的辉煌。

美国地质调查局(USGS)公布了2011年底的石墨价格。该组织表示,含80%到85%总石墨烯的微晶石墨的价格是所有石墨类型中最低的,2011年在600到800美元/吨之间。含90% TGC的中大型片状石墨,价格从1150美元/吨到2000美元/吨不等。与此同时,含有99% TGC的更稀有、更纯净的斯里兰卡块状和片状石墨在同一时期的价格在1700美元/吨到2070美元/吨之间。

对于合成石墨,美国地质勘探局声称99.9%的纯合成石墨可以带来每吨7000到20000美元的收入。

石墨及其复杂性

石墨市场可能比其他一些商品更为复杂,它的透明度较低,受更多因素的影响,包括矿石类型、纯度、下游加工和最终用途等。

由于矿物价格的众多影响,也有几种形式的石墨,每一种类型更适合于特定的应用。

这种矿物既有金属性质又有非金属性质,既可以是金属性质也可以是非金属性质。

为了更好地了解这种矿物,了解它的供求动态和全球表现,我们需要回到基础上来。

石墨是什么?

石墨是一种柔软的纯碳,通常呈黑色,在自然环境中以片状或块状存在。

这种矿物需要压力才能形成它的三维结构,它由平行的碳原子片叠在一起组成。

石墨是三种自然存在的碳中的一种,另外两种是煤和钻石,它们的化学成分相同,但性质不同。

Allotropes of carbon graphite diamond fullerene graphene
碳的同素异形体:石墨、金刚石、富勒烯、石墨烯。

石墨可分为微晶(非晶)或晶状。

微晶石墨看起来像无烟煤未经训练的眼睛和最低的石墨碳含量。然而,结晶石墨可以呈现成不同大小的片状,或块状和片状,这些级别更高,但来自更小和更深的操作,主要是来自斯里兰卡。

石墨被认为是一种环保、化学惰性和安全的材料。

石墨的历史

石墨的首次使用可以追溯到公元前750年到公元43年,当时这种材料被用于装饰陶瓷的涂料。

大约1500年后,一位英国牧羊人发现了这种无烟煤状的石墨,并意识到它可以用来标记绵羊。

法国发明家Nicholas Jacques Conté将粘土和石墨结合起来,创造了世界上第一支“现代铅笔”。

大约在同一时期,人们注意到石墨可以用在耐火材料中作模具的衬里。武器制造商发现,炮弹和其他火炮在石墨内衬模具中制作时更平滑、更有效。

1779年,瑞典化学家Carl Scheele发现石墨实际上是碳的一种形式,而不是当时人们普遍认为的“黑铅”。

10年后,德国地质学家Abraham Gottlob Werner提出了石墨这个名字,意思是“书写”这种矿物。

石墨类型及其起源

微晶石墨是最丰富的形态,约占石墨市场的60%。这种石墨的碳含量在70%到85%之间,主要用于润滑性能。

其余40%的天然石墨以片状或斯里兰卡块状和片状材料的形式存在。鳞片的天然石墨含量在80%至98%之间,大小和粗度各不相同。块状石墨要难得多,但品位更高,而且来自更小、更深的操作。

发现鳞片石墨矿床的主要国家有:巴西、加拿大、中国、印度和马达加斯加,其他几个非洲国家也发现了巨大的高级石墨矿床,包括莫桑比克和坦桑尼亚。

Graphite concentrate sample
来自Triton Minerals在莫桑比克Ancuabe项目的石墨精矿样品。

另一方面,更有价值的斯里兰卡块状石墨单手分选和选矿前可显示90%以上的品位。

除了天然存在的石墨,还有几种加工过的石墨产品,包括膨胀石墨。膨胀石墨是用铬酸和硫酸处理鳞片制成的。

酸处理使表面积增加了1000倍。膨胀石墨用于制造石墨片和石墨箔,用于各种工业、消费电子产品和电池市场。

膨胀石墨与阻燃建材的结合,使其具有广阔的发展前景。据Graphex Mining (ASX: GPX)称,中国每年需要约2吨可膨胀石墨。

该公司董事总经理Phil Hoskins表示,可膨胀石墨需求正在迅速增长,其需求水平是蓬勃发展的锂离子电池行业的10倍。

另一种石墨产品是球状石墨,由片状石墨加工而成。

然后将片状物转变成球形,并提纯至至少99.95%的石墨。所得到的球形石墨的直径在10到40微米之间,具有更大的表面积和导电性。

这种选矿石墨是锂离子电池阳极使用的初级石墨产品。

虽然它不是从天然石墨中提取出来的,但是合成石墨和它的天然替代品一样被广泛应用。

人工合成的石墨更纯净,但成本更高,可以用在核慢化剂棒中,也可以用在一些电池和其他天然石墨应用中,纯度是主要的驱动因素,而且成本更低。但其孔隙率较高,不适于铸造。

石墨烯和石墨的区别

石墨烯是一种快速发展的石墨产品。

简单地说,石墨烯是一种二维石墨原子层,是迄今为止发现的最坚固的材料。

这种材料通常是通过机械剥离石墨制成的。然而,这种释放石墨烯的方法既耗时又费钱。

石墨烯的众多特性使其在多种应用中成为一个有吸引力的选择。正因为如此,许多公司正在研究大规模生产这种材料的商业可行性方法。

石墨烯比钻石更坚固,强度是钻石的40倍。石墨烯还具有柔韧性、厚度、重量轻、透明度高、导热性好等优点。

这种材料实际上是比石墨更好的导电体。

石墨烯在能源、电子、涂料、传感器和净水膜等诸多领域的应用都在研究之中。

尽管它的质量很好,但迄今为止的商业生产是有限的。尽管如此,澳大利亚 First Graphene (ASX: FGR)声称,在西澳大利亚州开启可扩展石墨烯生产业务后,该公司已经走上正轨。

石墨使用

天然石墨在钢铁和制造业中有数百种用途——主要是因为它能在超过3600摄氏度的温度下保持强度和硬度。

钢铁和制造业也在寻找石墨来抵抗氧化。

此外,矿物是自润滑和耐化学品。

石墨具有金属和非金属性质,其主要金属特性包括导热性和导电性。这些特性使得这种矿物在锂离子电池中迅速发展成为正极材料。

这种矿物的非金属资产包括它较高的热稳定性,以及它对化学反应保持静止和减少摩擦的能力。当寻求这些性能时,这种矿物被加入润滑油、涂料、消费电子产品、坩埚、铅笔和耐火材料中。

石墨的自润滑性、抗氧化性和温度应力,使其成为锂离子电池阳极的另一个重要特性。

锂离子电池、电动汽车和可再生能源

目前,锂离子电池市场消耗了全球约25%的石墨供应,但这一数字预计还会上升。

分析师们已经对锂离子电池市场进行了几次评估,透明市场研究公司(Transparency market Research)估计,到2024年,锂离子电池市场的价值将达到774亿美元(约合990亿澳元),由蓬勃发展的电动汽车和可再生能源市场提供动力。

与此同时,锂离子电池技术研究人员Cadenza Innovation则更加乐观,预计到2025年,电动汽车的锂离子电池市场将增长到1750亿美元(∼2230亿澳元),到2030年,可再生能源的消费将飙升到4000亿美元(∼5090亿澳元)。

然后是欧洲电池制造商TerraE的预测,欧盟电池联盟的领导人预测,到2025年,仅欧洲电池市场每年的价值就将达到2500亿欧元(约3910亿澳元)

为了跟上这些不断发展的市场,Benchmark公司估计,到2025年,全球锂离子电池的年产量将从2014年的390亿瓦时(GWh)增加到超过750亿瓦时。

因此,预计世界对石墨的需求将会增加。

Lithium ion battery demand forecast chart 2025
锂离子电池需求2025年。

随着如此巨大的预期增长,世界各地的电池制造商已经投资数十亿美元建造新工厂。

Tesla是世界上最大的锂离子电池制造商和电动汽车制造商之一,它已经拨出超过50亿美元来开发一个35GWh的锂离子电池大型工厂,以满足其计划每年50万辆电动汽车的库存需求。工厂于2014年开工,预计今年完工。

Tesla并不是唯一一家拥有大规模工厂的电池制造商,LG化学计划在美国、中国、波兰和韩国建立多家工厂,规模从5GWh到近20GWh不等。

据称,几家中国公司已计划建造锂离子工厂,综合生产能力为每年120亿千瓦时电池。

CATL拥有中国最大的在建项目,将在中国建设高达100GWh的工厂。

CATL lithium-ion car batteries
一名CATL技术人员正在组装锂离子汽车电池。

在欧洲,TerraE计划到2028年从德国一家工厂生产34GWh的锂离子电池。

除了锂离子巨型工厂,Benchmark公司称,还有几家新的阳极巨型工厂也在开发中。

从今年开始,BTR New Energy Materials将生产6万吨/年的阳极材料,另外3家年产10万吨/年的工厂将于2020年投产。

仅这些阳极工厂所需的原料估计为开采出的片状石墨486,000tpa和合成石墨139,000tpa。

其他消费电子产品和绿色能源公司也在筹备生产设备,随着供应趋紧,许多公司都在与矿商周旋,以确保石墨来源的一致性。

许多矿商自己也在整合整个供应链,以切断中间环节,并保留沿途的利润。

著名的Tesla首席执行官、国际亿万富翁Elon Musk指出,锂离子电池应该改名为镍石墨电池,因为它的主要阴极材料是镍,阳极由石墨和氧化硅组成。

Musk表示,电池中有“一点”锂,但更像是“沙拉上的盐”。

Benchmark公司估计,电池阳极占锂离子电池全部制造成本的30%左右。然后石墨占阳极成本的50%。因此,这种矿物占整个电池生产费用的15%。

当心正在开发中的颠覆性技术

然而,技术的核心是它不断发展的事实。目前已经有几种技术被创造出来或正在开发中,作为锂离子电池阳极中石墨的潜在替代品。

一些主要的创新包括涂层硅、合成石墨、二氧化钛基纳米管纤维和石墨烯基产品。

小型股Anteo Diagnostics (ASX: ADO)的目标是通过将纳米涂层技术添加到电池阳极的硅上,从而扰乱锂离子电池。

据Anteo说,硅可以储存比石墨多10倍的能量,但目前无法使用,因为它在充电时膨胀和收缩。这可能会迅速降低电池的性能,缩短其使用寿命。

Anteo利用其在硅上的纳米涂层技术进行了概念测试工作的验证。有了Anteo的涂层,硅在充放电过程中得到稳定,防止电池退化。

该公司已在18个国家申请了涂层技术专利,目前正通过与美国Polaris Battery Labs合作的一个为期6个月的项目,研究其不同浓度的硅涂层。

研究结果预计在年中公布。

Hazer Group (ASX: HZR)生产合成石墨,由铁、铜、铝和镁制成,用于锂离子电池阳极和其他应用。

去年8月,Hazer报道,悉尼大学的测试已经独立证实,Hazer的86%的合成石墨纯度可以优化到99.95%。

该大学将其合成石墨产品的纯度与其他未涂层人造石墨产品的纯度进行了比较,发现其平均纯度为99.92%。

该公司已经开始与悉尼大学合作,测试其99.95%合成石墨在锂离子电池中的性能。

其材料的样品也已送往第三方进行审查。

Hazer估计合成石墨市场价值150亿美元。该公司正在评估其产品的商业化选择,包括建立和运营自己的工厂,并直接向客户销售合成材料,或发展合作伙伴关系和/或通过将知识产权授权给资金雄厚的第三方来产生专利收入。

在以色列,UltraCharge (ASX: UTR)已经制造出由二氧化钛制成的纳米管纤维,作为电池阳极石墨的替代品。该公司声称其技术是一个“游戏规则的改变者”,因为全球丰富的二氧化钛矿物和它的处理能力更简单。UltraCharge公司声称,二氧化钛是一种比石墨成本更低的原材料。

此外,UltraCharge公司还与Chemours签署了一份谅解备忘录,以开发一种成本更低的阳极材料开发过程。该协议还包括一个商业大规模生产的选择。

然而,在这个阶段,这项技术还没有商业化。

Skeleton Technologies是一家总部位于德国的私人公司,开发了超级电容器(也称为超级电容器)技术。Skeleton的超级电容被封装在一个铝罐中,其正极由碳电极、铝收集器和分离器组成。负极也是一样的。

根据Skeleton的说法,它的超级电容在电场中储存能量,而电池则通过化学反应产生能量。

该公司声称其性能优势来自其弯曲的石墨烯材料。

另一家即将推出颠覆性技术的公司是Lithium Australia (ASX: LIT)的锂离子电池回收流程,该公司董事总经理Adrian Griffin表示,该流程将赋予该公司“再生使用过的锂离子电池的能力”。

该公司还声称,其技术将比传统的制造方法更具成本效益。

尽管这些技术已经出现,Battery Minerals (ASX: BAT)联合创始人、前董事总经理Cherie Leeden对、Small Caps表示,她认为这些技术不会降低对天然石墨的需求。

她说,目前市场上对石墨的需求足够大,这确保了石墨矿商得到保证,至少在未来10年,他们的产品对锂离子电池行业仍然至关重要。

Leeden指出,Tesla等锂离子电池制造商已斥资数十亿,在现有技术的基础上建设工厂,短期内不会对制造工艺和设施做出巨大改变。

此外,在这个阶段,天然石墨比更昂贵的合成材料具有成本优势。

石墨的未来会是什么样子?

分析师的共识是,石墨价格将继续上涨——由锂离子电池行业和不断改善的钢铁行业推动。中国也有可能在试图控制碳排放的同时再次减产。

2016年,全球石墨矿产量约为120万吨。阳极材料,包括合成材料,吞噬了11万吨当年生产的全部合成和天然石墨。

根据基准,2017年天然石墨总产量约为2.4万吨。该产量预计将达到4mtpa,以满足不断增长的钢铁行业和电池需求。

Demand electric vehicle lithium-ion batteries metals
目前和预计对电动汽车锂离子电池的需求。

许多分析师都对锂离子电池中石墨消耗量的预测发表了自己的看法,基准估计,到2025年,锂离子电池阳极的消耗量可能高达691,875吨,比2016年的消耗量激增约600%。

这位分析师预计,到2025年,全球工业将吸收逾120万吨片状石墨,其中中国将占据领先地位。

无数数十亿锂离子电池市场估值传播,结合扩大国际政府政策促进电动汽车和可再生能源吸收、紧肤钢铁行业,和初露头角的阻燃建筑材料行业,显然,对石墨的需求将在未来几年繁荣——只要新技术并没有从中作梗。

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