随着新能源汽车的发展，新能源电池技术也在不断革新，不少科研人员将目光聚焦在新能源电池材料上，力图寻求新的突破。而作为电池领域主要原材料的硫酸镍，出现了新的需求增长点，从而引发了整个产业链的翻天覆地的变化。
1、镍需求新增长点：电池领域主要原料硫酸镍概述
1.1 硫酸镍的性质
硫酸镍，化学式为NiSO4，有无水物、六水物（NiSO4·6H2O）、七水物（NiSO4·7H2O）三种，密度分别为3.68、2.07、1.948g/cm3。大部分硫酸镍产品为六水物，分子量为262.84，即硫酸镍产出价均指六水物。晶体结构有α-（四方晶系，蓝色）和β-（单斜晶系，绿色）两种。
硫酸镍溶液在31.5℃以下结晶为七水合物，为绿色透明晶体，味甜涩，微有风化作用。在31.5～53.3℃结晶为α型六水合硫酸镍（蓝色不透明晶体）；53.3℃时转变为β型，103℃时失去5个结晶水成为一水合物，280℃时失去全部结晶水，成为黄绿色无水物。840℃时分解为三氧化硫和氧化镍。
三种硫酸镍均易溶于水，水溶液呈弱酸性（pH 4.5）。无水物不溶于乙醇、乙醚、丙酮；六水物易溶于乙醇和氨水；七水物易溶于酒精。硫酸镍有毒，有致癌性，空气中最高允许浓度为0.5mg/m3。
1.2 硫酸镍的制备
硫酸镍的制备方法有五种：（1）将金属镍溶解于硫酸中，结晶后得到粗硫酸镍晶体。再将晶体溶解，除杂、浓缩后得到电池级硫酸镍晶体。（2）铜电解中的杂质金属镍在阳极氧化后溶解成硫酸镍。除杂、浓缩后得到电池级硫酸镍晶体。（3）将镍矿加工成高品位镍冰铜或氢氧化镍、氧化镍、碳酸镍等镍中间体，再溶解于硫酸中，浓缩、结晶得到六水硫酸镍。国内主要硫酸镍生产厂家如金川镍盐、金镍业、广西银亿等均采用此方法生产硫酸镍。（4）从生产金属钴过程中的含镍溶液中制备。（5）从含镍废料中制备。国内代表企业有格林美、池州西恩、邦普回收等。
目前，加拿大、韩国、日本、台湾等国家和地区均采用将金属镍溶解于硫酸中的方法制备硫酸镍，该制备方法优点是原料纯度高，杂质少，来源稳定，制备的硫酸镍质量好，制备过程污染小，缺点是制备成本较高。
我国硫酸镍生产主要以中间产物制备为主，包括铜电解中所含的杂质镍；钴生产中的含镍溶液；溶解于硫酸中的氧化镍、氢氧化镍、碳酸镍等镍中间体；含镍废弃物的回收利用。其主要优点是原料来源多样，生产成本低；缺点是生产过程污染较大。随着国家对工业生产的环保要求越来越高，目前国内硫酸镍企业正面临向以金属镍为原料转型的趋势。
2、高镍三元金属方向明确，未来需求或迎来爆发
2.1硫酸镍主要用途：电池级、电镀级
硫酸镍按镍、钴的纯度分为电池级硫酸镍（Ni质量分数≥22%、Co质量分数0.4%）和电镀级硫酸镍（Ni质量分数≥21%、Co质量分数≤0.05%），分别用于电池和电镀领域，电镀级硫酸镍主要用于汽车轮毂、外饰件等产品的生产。
在电池行业中，硫酸镍主要应用在传统的镍镉电池、镍氢电池以及目前主流的三元锂电池中。以前的镍镉电池由于充电时的记忆效应以及环境因素等原因，已经逐渐被淘汰；镍氢电池正极材料球形镍（球形氢氧化镍）的主要原料，以及三元材料锂离子电池前驱体原料锂镍钴锰氧化物（NCM）或者锂镍钴铝氧化物（NCA）中的镍元素均是由硫酸镍提供的。镍的主要作用是提高材料的能量密度，决定电池的容量。
2.2 新能源汽车拉动需求，正极材料向三元高镍发展
2.2.1 高能量密度——新能源汽车发展的重中之重
新能源汽车替代燃油车的核心是提升性价比，也就是里程成本比，性能上提高里程，价格上降低材料成本和配套系统质量。这就需要在保持系统重量不变的情况下，大幅提升整车电池容量，也就是能量密度。国家政策方向很明确：2020年，整车能量密度要达到260Wh/kg，几乎是现在的两倍，成本也要降到1元/Wh。
随着双积分新政的实施，各大车企对于高能量密度电池的需求被放大。高能量密度电池最大的短板就在正极材料，目前主流的正极比容量在130个/g左右，远低于石墨负极330个/g的比容量。镍含量的多少决定了正极材料中活性分子的数量，也决定了正极材料的比容量。正极材料由磷酸铁锂向三元材料转变、由低镍三元向高镍三元及NCA发展是大势所趋。根据中汽协、电动汽车资源网数据显示，上半年我国新能源汽车累计生产20.4万辆，同比增长13.3%； 销量达到19.5万台，与全年80万台的预期销量稍有出入，但同比仍有较大幅度增长。随着商用车补贴退坡、三元正极解禁以及一系列针对能量密度、续航里程等补贴政策的落地，根据高工锂电数据，三元正极在动力电池领域的占比由2016年的22%飙升至2017年预期的一半以上。不同的三元材料对硫酸镍的需求量不同，从分子式推算，523、622、811、NCA对硫酸镍的需求量分别为0.9吨、1.36吨、1.63吨、2.16吨、2.03吨。 可以看出，对于同样以硫酸镍为原料的三元正极，高镍三元每吨硫酸镍需求量是低镍的2.4倍。目前动力电池领域的三元材料仍以523为主，高镍材料供给严重不足，低端产能释放竞争加剧，高端材料严重短缺，去年国内高端三元正极材料NCA和811/622产量仅占三元正极材料总产量的1%，未来需求可期。
2.2.2 钴价飙升加速镍对钴的替代
钴价较上年上涨逾100%，大幅提升三元材料成本，挤压厂商利润空间。以镍替代钴，不仅能节省成本，还能进一步提升能量密度。目前由于技术壁垒等原因，镍、钴占比仍以20%、10%为主。根据高工锂电数据，2016年NCA占比约5%，未来这一占比有望大幅提升。
2.2.3 特斯拉引领高镍三元NCA潮流
Model S 使用的 18650 电池是松下生产的三元材料电池，正极材料为高镍 NCA（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2），容量约 3.3Ah，电压 3.6V，能量密度高达 243Wh/kg。最新款 Model 3 采用 21700 电池，正极材料仍为 NCA，能量密度提升至约 300Wh/kg。
特斯拉引领的NCA潮流对硫酸镍需求影响巨大。首先计算一辆特斯拉Model S的硫酸镍需求量：根据电池组电芯数量、单电芯容量以及正极材料能量密度，可以计算出一辆P85D Model S所需的NCA正极材料质量为120.8kg，所需的硫酸镍原材料为2.03kg，所以一辆Model S需要245.2kg硫酸镍，也就是2.88kg/kWh。以此推算，一辆75kWh的Model 3需要216.4kg硫酸镍。2020年特斯拉Model 3预计产量为100万辆，也将为全球带来21.6万吨的硫酸镍需求，这几乎是目前全球下游硫酸镍需求量的一半。特斯拉的示范效应或将带动更多车企采用NCA正极材料，预计未来几年全球硫酸镍需求或将爆发式增长。
2.3 总需求测算：硫酸镍年复合增长率35.2%
以下从目前主流的三元正极材料（包括消费锂电池与动力锂电池）、传统镍氢电池原料球形镍、电镀行业三个方面对硫酸镍的需求总量进行估算。
据电动车网数据显示，2016年我国正极材料产量16.16万吨，较2015年同比增长43%；三元材料产量5.43万吨，同比增长49%。据高工锂电数据显示，我国当前正极材料仍以NCM为主，2016年占比20%，NCA占比75%，其中NCA占比不足1%。按照不同三元材料每吨所需的硫酸镍计算，对应的电池级硫酸镍总需求量为6.99万吨； 球形镍产量1.5万吨，与2015年基本持平，球形镍含镍量60%，据此可以推断消耗电池级硫酸镍4.1万吨；传统电镀行业对硫酸镍需求稳定，据安泰科资讯统计2016年需求量7.6万吨，2016年国内硫酸镍总需求量18.7万吨，预计2017年传统电池保持不变。长江有色金属网预测电镀行业全年同比增长率5%，电池级硫酸镍受新能源汽车拉动。 安泰科预计2017年全年动力电池出货量36GWh，三元材料预计占比50%左右，即18GWh，较2016年增长近3倍。2017年三元材料产量预计10万吨。结合三元占比趋势(高镍发展)，可以估算出2017年硫酸镍总需求量，年均复合增长率为35.2%。
3. 尽管产量增加，但供需格局仍在转向短缺
自然界中镍主要以氧化物矿（红土矿）和硫化矿形式存在，我国镍矿以硫化铜镍矿为主，其中甘肃金川镍矿为世界第四大硫化镍矿，占全国储量的62.7%；红土镍矿资源相对匮乏，进口依赖度较高，2015年我国镍矿进口量为3516.72万吨，国外依存度超过60%。目前我国主要通过非以金属镍为原料的方法制备硫酸镍，其优点是生产成本低，原料来源多样，缺点是对环境影响较大，对企业实力有一定要求。随着国家对环保的重视，我国硫酸镍生产有向以金属镍为原料转型的趋势。 其中镍中间体仍是我国硫酸镍生产的主要原料。
3.1 电池行业对镍消费影响显著
根据INSG统计，2016年全球原生镍产量为198万吨，消费量为203.32万吨。目前2016年全球硫酸镍产量38万吨消耗的金属镍不足5%，远不及不锈钢对镍消费的贡献。但从增速和消费增量来看，与其他下游镍领域是无法比拟的。2016年不锈钢占全球镍消费的67.3%，电池占3.1%；安泰科预测，到2020年，全球不锈钢行业用镍占比将下降至64.2%，电池行业用镍占比将提升至7%。2025年，全球电池行业预计用镍30万吨，其中不锈钢占比61%，电池行业占比10%。 据安泰科资讯了解，2016年、2017年电池领域镍的增速出现明显拐点，因此镍市场对硫酸镍消费需求依然较为敏感，加之2017年菲律宾、印尼镍矿供应仍存在不确定性，原生镍供应弹性较大，从目前电池级硫酸镍需求来看，暂时不存在原料短缺风险。
对于国内硫酸镍企业来说，情况就不一样了。由于镍中间体主要由红土镍矿通过氢氧化物沉淀技术制备而成，而红土镍矿多依赖进口，近几年镍价低迷迫使不少国外中小型镍矿停产。我国镍矿进口量自2013年起连年下降，因此国内硫酸镍企业反映原料短缺。目前国内仅有金川集团有自产硫化矿，格林美有镍回收生产线，因此进口需求并不大。
3.2三元材料需求大幅增长，带动硫酸镍产量上升
据亚洲金属网数据显示，2015年全国硫酸镍产量约18.7万吨，2016年已攀升至24.7万吨。2013年之前我国硫酸镍产量基本稳定在14万吨左右，随着2014年我国新能源汽车产量开始增加，硫酸镍产量也随之增加，对三元材料的需求十分显著。
目前国内硫酸镍产能大致在34.3万吨左右，受动力电池、新能源汽车等热捧，金川镍盐、格林美、广西银亿等均有扩产9万吨硫酸镍的计划。
据安泰科预估，2017年国内硫酸镍产量将上升至30万吨；国外产量约20万吨，除住友集团、优美科、外，还有数家公司生产硫酸镍。基于后续扩产情况，我们推测2018年全球硫酸镍产量将进一步上升至60万吨左右。
3.3 硫酸镍溢价刺激电解镍生产转化
据亚洲金属网数据显示，2015年全国硫酸镍产量约18.7万吨，2016年已攀升至24.7万吨。2013年之前我国硫酸镍产量基本稳定在14万吨左右，随着2014年我国新能源汽车产量开始增加，硫酸镍产量也随之增加，对三元材料的需求十分显著。
目前国内硫酸镍产能大致在34.3万吨左右，受动力电池、新能源汽车等热捧，金川镍盐、格林美、广西银亿等均有扩产9万吨硫酸镍的计划。
据安泰科预估，2017年国内硫酸镍产量将上升至30万吨；国外产量约20万吨，除住友集团、优美科、外，还有数家公司生产硫酸镍。基于后续扩产情况，我们推测2018年全球硫酸镍产量将进一步上升至60万吨左右。
3.3 硫酸镍溢价刺激电解镍生产转化
目前电解镍价格在8.7万元/吨左右，硫酸镍价格在2.5万元/吨，硫酸镍的镍溢价在2.7万元/吨左右。高溢价刺激了电解镍生产商转产硫酸镍的需求。据安泰科资讯了解，必和必拓、等国际镍业巨头均开始将目光投向硫酸镍，由于看好硫酸镍前景，两大巨头未来均计划将原料和产能转向硫酸镍。必和必拓还计划在澳大利亚生产硫酸镍，在与巴斯夫签署合作协议后，也计划未来扩大硫酸镍的生产。由于电解镍也是生产硫酸镍的原料之一，国外大部分硫酸镍企业也走这一技术路线，因此未来电解镍供应或将出现短缺。
国内企业中，金川今年电解镍产量约12万吨，是最具备转产条件的厂家，但未来进展如何，就看决策速度了。相对而言，中小型民营企业由于生产规模较小，可以根据市场价格在电解镍和硫酸镍之间灵活调整，转产硫酸镍的速度要快得多。
俄罗斯镍业、必和必拓、金川集团三家公司的镍产量占全球总产量的23.85%，三家公司电解镍产能的转移将对全球镍市场产生较大影响。
3.4 产能扩张的主要瓶颈：环保要求
除了原料相对短缺，环保问题也是影响我国未来硫酸镍供给的一大因素。工信部于2015年将硫酸镍列入《危险化学品目录》，因此硫酸镍在生产、运输、库存等方面的环保要求非常高。新增产能的环保评估需要相对较长的时间，这将极大地限制硫酸镍新增产能的扩张。
2017年的环保督察无论从执行力度还是中央的态度来看，都远远超出了人们的预期。第四轮中央环保督察和“2+26”京津冀大气污染防治项目涉及硫酸镍产能的43.73%，部分不达标的产能将面临停产。此前三轮中央督察中，部分企业因环保不达标被责令停产。
除了产能扩张面临的瓶颈，硫酸镍行业还存在较高的隐性门槛。一般来说，新增产能需满足配套废气、废水处理系统建设的要求，并经过长期的环保评估，这个过程可能需要2年左右。而首批进入者一般只需要10个月左右的时间在原有产能基础上进行扩产。因此，目前行业产能扩张主要来自于已有厂商。
3.5 供需平衡逐步转向短缺
从供需平衡来看，我们此前预计国内需求维持35.2%的高增速，市场对于高镍三元的预期以及前期过剩产能的释放导致供应略有过剩。但也要看到，这一局面正在逐步扭转，未来几年随着特斯拉Model 3的量产以及国内高镍三元技术壁垒的不断突破，到2020年仅Model 3一项就将带来21.6万吨的新增需求。加之目前国内NCA渗透率不足1%，综合目前的供应情况以及供给端的环保压力，我们预计未来几年硫酸镍或将持续供不应求的局面。
4. 价格处于历史低位，不排除价量上涨
硫酸镍价格主要取决于原料镍精矿、硫酸、硝酸价格以及加工成本。硫酸镍制备成本主要取决于镍精矿成本；2017年硫酸市场均价仅为270元/吨；2017年硝酸市场均价在1500元/吨左右，硫酸、硝酸原料成本仅占总成本的很小一部分。
硫酸镍价格与镍价相关性较高，可通过公式估算：国内含税价=[LME镍3月价*22.2%+加工费]*（1+17%）*汇率。
从硫酸镍价格与镍价的线性拟合图中我们发现，二者高度相关；通过回归检验发现，二者的价格相关性达到了0.98。因此，我们可以通过推断硫酸镍未来价格来反向验证我们对镍价的预期。受益于三元材料的拉动，硫酸镍价格缓慢上涨至目前的2.55亿元/吨。同时可以观察到硫酸镍与电解镍之间的价格差距进一步拉大（1吨硫酸镍需要0.22吨电解镍），由年初的3000-4000元/吨拉大至目前的7000-8000元/吨。整体来看，当前镍价处于历史低位。
从2006-2017年精炼镍供需平衡来看，2007-2015年期间全球精炼镍一直存在供应过剩现象，导致镍价长期下跌，现在镍价仍处于长期低位，2016年及2017年上半年供需平衡出现逆转，2017年上半年全球精炼镍缺口达到5万吨，镍价受到支撑。中国镍产品严重依赖进口，国内产量远低于需求，国内镍价很大程度上取决于国际镍价。
2017年下半年及2018年，三元电池市场需求或将增加，带动硫酸镍需求量增加，市场或将提前反应，硫酸镍加工成本或将维持稳定；但镍精矿需求量增加，产量减少，或将带动镍精矿价格从低位反弹。