磷酸鐵鋰行業(yè)深度研究報告：磷酸鐵鋰回潮或將持續(xù)

1、磷酸鐵鋰行業(yè)深度研究報告：磷酸鐵鋰回潮或將持續(xù)一、量價：磷酸鐵鋰量價齊升（一）量：8 月磷酸鐵鋰產(chǎn)量、裝機量均創(chuàng)新高8 月磷酸鐵鋰裝機量達到 7.22 GWh，創(chuàng)新高。據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布最 新數(shù)據(jù)顯示，8 月磷酸鐵鋰電池的裝機量已經(jīng)達到 7.22GWh，相較三元電池領先優(yōu)勢逐 步拉大。8 月鐵鋰產(chǎn)量達 3.74 萬噸，連續(xù) 6 個月環(huán)比正增長。據(jù)鑫欏資訊最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，8 月國內磷酸鐵鋰生產(chǎn)總量為 3.74 萬噸，同比增長達 158%，環(huán)比增長達 7%，鐵鋰產(chǎn)量連 續(xù) 6 個呈現(xiàn)環(huán)比正增長，連續(xù) 4 個月實現(xiàn)對三元正極產(chǎn)量的超越。（二）價：9 月 17 日磷酸鐵鋰報價 6.3

2、 萬元/噸，較月初上漲 15%根據(jù) WIND 數(shù)據(jù)，截止 9 月 17 日，德方納米磷酸鐵鋰價格 6.3 萬元/噸，相比月初價格 5.5 萬元/噸，上漲了 8000 元/噸，半個月漲幅達 15%，去年同期價格 3.4 萬元/噸，上漲了 2.9 萬元/噸，一年漲幅達到 85%，上游原材料漲價是帶動磷酸鐵鋰價格上漲的主要因素。電動車需求強勁帶動碳酸鋰價格持續(xù)走高。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，8 月國內新能源汽車 產(chǎn)銷分別完成 30.9 萬輛和 32.1 萬輛，同比均增長 1.8 倍，環(huán)比分別增長 8.8%和 18.6%， 繼續(xù)刷新產(chǎn)銷歷史記錄。在碳酸鋰供給端新增產(chǎn)能有限的情況下，電動車持續(xù)旺盛的需 求帶動

3、碳酸鋰價格持續(xù)上漲。云南限電帶動磷酸鐵價格持續(xù)走高。日前，云南省發(fā)布關于堅決做好能耗雙控有關工 作的通知，其中對于黃磷提到“加強黃磷行業(yè)生產(chǎn)管控，確保 2021 年 9-12 月黃磷生 產(chǎn)線月均產(chǎn)量不得超過 2021 年 8 月份產(chǎn)量的 10%”，這也就意味著云南省將加強對黃磷 行業(yè)的生產(chǎn)管控。云南擁有國內超過 60%的黃磷產(chǎn)量，限電使得本就緊張的磷酸鹽產(chǎn)品 供應再度收緊，9 月 14 日正磷酸鐵的市場主流價格已經(jīng)突破 1.7 萬元/噸。我們預計，限 電將持續(xù)影響“磷礦石/黃磷磷酸/磷酸一銨磷酸鐵磷酸鐵鋰”產(chǎn)業(yè)鏈價格。二、需求：預計 2025 年需求超 200 萬噸，4 年 6 倍（一）性能：

4、磷酸鐵鋰電池安全性好成本較低磷酸鐵鋰呈現(xiàn)橄欖石結構，作為電池的正極材料，涂覆在鋁箔與電池正極連接。磷酸鐵 鋰（LiFePO4）電池在充電時，鋰離子（Li+）從正極脫嵌經(jīng)過電解質進入負極，同時電 子（e -）從外電路由正極向負極移動，以保證正負極的電荷平衡；而放電時，鋰離子（Li+） 從負極脫嵌，經(jīng)過電解質嵌入正極。磷酸鐵鋰成本低且安全性好。從電芯層面看，三元電池能量密度更高。磷酸鐵鋰正極材 料的額定電壓、理論比容量均低于三元電池，且其能量密度已開發(fā)到“天花板”，而三元 NCM 電池還可以通過提高 Ni 元素比例，進一步提高實際比容量。從循環(huán)壽命看，磷酸 鐵鋰的橄欖石晶體結構更穩(wěn)定，膨脹更低、電

5、化學反應更穩(wěn)定，因此在循環(huán)壽命上更具 優(yōu)勢。從經(jīng)濟性看，磷酸鐵鋰原材料相對便宜，國內產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，成本較低。（二）驅動：國補退坡+技術進步是推動鐵鋰回潮的主要因素國內磷酸鐵鋰電池的發(fā)展可以分為 3 個階段：階段一：2009 年-2016 年，國補支撐新能源汽車行業(yè)發(fā)展。2009 年，國家推出補貼政策 推動新能源汽車行業(yè)發(fā)展，早期政策偏向商用車，磷酸鐵鋰因其安全性、循環(huán)壽命的優(yōu) 勢，占據(jù)優(yōu)勢，順勢站穩(wěn)腳跟。2014-2016 年，磷酸鐵鋰出貨量從 1.2 萬噸升至 5.6 萬噸， 市場份額維持在 70%以上。階段二：2017 年-2019 年，國補側重電池能量密度考核。2017 年起，國家首次

6、將電池系 統(tǒng)能量密度納入考核標準，高能量密度、長續(xù)航里程成為新能源汽車企業(yè)獲取補貼的重 要考核指標，動力電池企業(yè)轉向大力開發(fā)三元鋰電池，磷酸鐵鋰市場份額大幅下滑。階段三：2019 年-至今，國補大幅退坡，電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結構優(yōu)化方案，搭載鐵 鋰電池的爆款車型陸續(xù)推出。從單車補貼額度看，2019 年相比于 2018 年減少 50-70%， 并計劃在 2022 年年底徹底退出。與此同時，各電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結構優(yōu)化方案，如 寧德時代推出 CTP 電池、比亞迪推出刀片電池、國軒高科推出 JTM 電池，通過優(yōu)化模 組結構從而達到提升能量密度的效果。在此背景下，更具性價比的磷酸鐵鋰電池重回大 眾視

7、野，2020 年下半年起，比亞迪漢、宏光 Mini EV、鐵鋰版 Model 3 等爆款車型陸續(xù) 上市，帶動磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車中的滲透率不斷提升。2021 年 4 月，寧德時代 董事長曾毓群在上海交通大學校慶上講話時表示，未來將加大磷酸鐵鋰電池的投入，磷 酸鐵鋰回潮期已至。（三）需求：預計 2025 年磷酸鐵鋰需求 217 萬噸，4 年 6 倍目前磷酸鐵鋰電池主要應用于新能源車、儲能以及電動兩輪車領域。從應用端看，目前 磷酸鐵鋰電池在新能源商用車和儲能電池領域滲透率較高，在新能源乘用車領域，國內 滲透率約 35%，海外部分車廠如大眾、戴姆勒等已開始進行磷酸鐵鋰車型的招標工作， 國產(chǎn)磷酸

8、鐵鋰版 Model 3 目前已部分出口歐洲，預計未來歐洲磷酸鐵鋰車型的滲透率將 會逐步提升。預計 2025 年全球磷酸鐵鋰需求 217 萬噸，對應市場空間超 830 億元。我們預計，全球 2025 年新能源車銷量將達到 1700 萬輛，而其中搭載磷酸鐵鋰電池的新能源車占比將達 到 30%。除此之外，儲能電池以及電動兩輪車逐步放量，也將為磷酸鐵鋰正極需求帶來一定的增量。假設單 GWh 電池需要 2300 噸磷酸鐵鋰，在產(chǎn)量端考慮 25%庫存和在途的 余量，我們預計 2025 年全球磷酸鐵鋰產(chǎn)量需求將達到 217 萬噸，4 年復合增長速度將達 到 60%，對應 2025 年市場空間將達到 838

9、億元。三、供給：預計 22 年鐵鋰供給緊平衡，化工及鋰電池企業(yè)布局磷酸鐵（一）供給：在 80%開工率情況下，預計 22 和 23 年鐵鋰供給仍然緊平衡磷酸鐵鋰集中度在 2020 年進一步提升。2020 年，磷酸鐵鋰材料產(chǎn)量主要被德方納米、 湖南裕能、國軒高科、貝特瑞、湖北萬潤 5 家企業(yè)壟斷，CR5 占比達 76%，較 2019 的 CR5 提升 13pcts，磷酸鐵鋰材料企業(yè)產(chǎn)量集中度進一步提升。預計德方、龍蟠、裕能合計貢獻 22 年 65%新增產(chǎn)能。根據(jù) WIND 公告統(tǒng)計，2022 年底 國內磷酸鐵鋰名義產(chǎn)能將達到 89.7 萬噸，同比增加 87%，考慮部分產(chǎn)能在年中投產(chǎn)，2022 年國

10、內磷酸鐵鋰實際產(chǎn)能將達到 70 萬噸左右，相比于 2021 年增加 28 萬噸，其中德方納 米貢獻 10 萬噸、龍蟠科技貢獻 3 萬噸、湖南裕能貢獻 5 萬噸，此三家磷酸鐵鋰企業(yè)合計 貢獻 2022 年 65%新增產(chǎn)能。在 80%開工率情況下，預計 22 和 23 年磷酸鐵鋰需求供給緊平衡。根據(jù)目前公告的產(chǎn)能 規(guī)劃，考慮 80%鐵鋰廠商開動率，22 和 23 年磷酸鐵鋰有效供給和需求之間的差異在 2.38 萬噸和 1.32 萬噸，行業(yè)仍然處于供給緊平衡的狀態(tài)?；て髽I(yè)大幅布局磷酸鐵，但磷酸鐵鋰公告較少。自今年 8 月以來，化工企業(yè)開始持續(xù) 公告布局磷酸鐵鋰/磷酸鐵，公告企業(yè)包括主營為鈦白粉的中

11、核鈦白、龍佰集團以及主營 為磷化工的興發(fā)集團、新洋豐、川恒股份以及云圖控股，除此之外，老牌化工企業(yè)萬華 化學也在 9 月 9 日公示了其 5 萬噸磷酸鐵鋰+磷酸鐵的環(huán)評信息，化工企業(yè)切入鋰電材料 領域的趨勢越發(fā)顯著。從具體公告看，大部分化工企業(yè)選擇從磷酸鐵鋰的前驅體磷 酸鐵入手布局，但是對于磷酸鐵鋰的布局相關信息較少，僅有龍佰集團（公告投建 20 萬 噸磷酸鐵鋰，未公告投產(chǎn)時間）、興發(fā)集團（計劃 2 年內完成磷酸鐵鋰中試線搭建）、 川恒股份（建設 10 萬噸磷酸鐵鋰，預計 26 年投產(chǎn)）、萬華化學（5 萬噸磷酸鐵鋰+磷酸 鐵項目，未公告投產(chǎn)時間），短期內對行業(yè)的邊際產(chǎn)能貢獻有限。（二）化工企業(yè)

12、：橫向布局磷酸鐵，切入新能源材料領域預計磷酸鐵市場需求將從2020年的10.8萬噸上升至2025年的144萬噸，年復合增速68%。 根據(jù)鑫欏鋰電數(shù)據(jù)，2020 年國內磷酸鐵鋰產(chǎn)量 14.2 萬噸，其中由磷酸鐵固相法工藝合成 的磷酸鐵鋰約占 8 成，對應磷酸鐵需求為 10.8 萬噸（1 噸磷酸鐵鋰折合 0.96 噸磷酸鐵）， 整體規(guī)模較小。而隨著全球電動車需求上升，我們預計 2025 年全球磷酸鐵鋰需求將達到 217 萬噸，其中由磷酸鐵工藝合成的磷酸鐵鋰約占 7 成（除去德方液相法以及升華草酸 亞鐵工藝），對應磷酸鐵需求 144 萬噸，5 年需求 13 倍，對應年復合增速有望達到 68%， 磷酸

13、鐵一躍成為“大品種”磷酸鹽?；て髽I(yè)布局磷酸鐵具有資源優(yōu)勢、區(qū)位優(yōu)勢和妥善處理磷石膏帶來的潛在成本優(yōu)勢。1） 資源優(yōu)勢。鈦白粉企業(yè)在生產(chǎn)鈦白粉過程中會產(chǎn)生副產(chǎn)品硫酸亞鐵，硫酸亞鐵與磷 酸一銨反應可用于制備磷酸鐵，因此對于鈦白粉企業(yè)來說，其副產(chǎn)品硫酸亞鐵能夠作 為制備磷酸鐵的原材料，資源可以得到有效利用。而大部分磷化工企業(yè)擁有自產(chǎn)磷酸 /磷酸一銨的能力，一體化產(chǎn)業(yè)鏈初見端倪。2） 區(qū)位優(yōu)勢。部分磷化工/鈦白粉企業(yè)的磷酸鐵鋰/磷酸鐵基地布局在同一區(qū)域內，可優(yōu) 化工藝流程和廠房布局，便于項目之間原材料運輸以及水、電、氣、汽的循環(huán)利用和 平衡，有效降低生產(chǎn)中的裝卸、運輸、包裝等成本。除此之外，磷化工企

14、業(yè)主要集中 在云貴川等地區(qū)，當?shù)厮娰Y源豐富，電費較低，因此這些公司實施磷酸鐵項目具有 獨特的成本優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢。3） 潛在的成本優(yōu)勢。整個磷化工大規(guī)模擴張面臨的主要障礙是固廢磷石膏的處理，磷 石膏處理能力是未來磷化工企業(yè)能否在磷酸鐵鋰/磷酸鐵成本競爭中勝出的最關鍵因 素之一。2011 年國家提出新建磷酸、磷銨需要磷石膏 100%的消耗，近幾年演變成了 各地不再新批磷石膏堆場，改以需要做成水泥緩凝劑、建材板等進行循環(huán)無害化處理。 由于生產(chǎn) 1 噸磷酸會副產(chǎn) 5 噸磷石膏，處理磷石膏的壁壘很高，一方面需要有成熟的 磷石膏處理技術，另一方面需要較大的資本投入對其進行回收利用。因此，擁有技術 優(yōu)勢并

15、且建有磷石膏循環(huán)利用體系的磷化工企業(yè)未來將會持續(xù)受益，而不能很好地處 理磷石膏或者處理成本較高的小企業(yè)，未來將會在磷酸鐵鋰/磷酸鐵的競爭中被淘汰。（三）電池行業(yè)：縱向布局磷酸鐵，完善上游材料一體化電池企業(yè)持續(xù)布局磷酸鐵鋰和磷酸鐵。1） 寧德時代戰(zhàn)略投資江西升華：2021 年 3 月，江西升華引入寧德時代等戰(zhàn)略投資者， 將注冊資本由 2.2 億元增加至人民幣 7.2 億元，增資完成后，寧德時代及其指定方將 合計持有江西升華 8.89%股權，長江晨道將持有江西升華 22.78%股權，其余股份為 富臨精工持有。2） 寧德時代和比亞迪增資湖南裕能：2020 年 12 月，湖南裕能獲寧德時代、比亞迪等戰(zhàn)

16、 略投資者及員工持股平臺等以現(xiàn)金增資，共計增資 6.48 億元。增資完成后，湘潭電 化持股比例由 16.07%變?yōu)?8.47%，寧德時代、比亞迪和長江晨道股比分別為 10.54%、 5.27%和 4.49%。3） 比亞迪參與貴州安達定增： 2021 年 4 月，安達科技擬定增 3.54 億投向磷酸鐵及磷酸 鐵鋰，比亞迪認購 3000 萬元，預計定增后持有公司比例將達到 2.11%。在此之前的 3 月 5 日，安達科技與比亞迪于近日簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方就磷酸鐵鋰供應、 預定金支付等事宜，達成戰(zhàn)略合作協(xié)議。4） 德方納米分別與寧德時代和億緯鋰能合資建立磷酸鐵鋰工廠：2019 年 5 月，寧德時

17、 代已增資的方式入股曲靖麟鐵，增資完成后寧德時代股比達到 40%，目前曲靖麟鐵 已投產(chǎn)，年產(chǎn)能達到 2 萬噸。2021 年 1 月，德方納米、寧德時代與江安縣人民政府 簽署投資協(xié)議書，在四川宜賓投建年產(chǎn) 8 萬噸磷酸鐵鋰項目，項目總投資約 18 億元， 分 2 期建設，總建設周期為 36 個月。四、差異化：關注磷酸錳鐵鋰和磷酸鋰工藝路線（一）磷酸錳鐵鋰：下一代磷酸鐵鋰材料磷酸錳鐵鋰（LiMnyFe1-yPO4，以下簡稱 LMFP）屬于磷酸鐵鋰（LiFePO4，以下簡稱 LFP） 與磷酸錳鋰（LiMnPO4，以下簡稱 LMP）相結合的產(chǎn)物。LMFP 與 LFP 同為橄欖石結構， 將 Mn 和 F

18、e 摻雜形成均勻的 LMFP 固溶體，其中 Mn 和 Fe 的比值可以調整，兩者加起 來等于 1 就行，整體 LMFP 性能和成本受制于鐵和錳的比值。LMFP 相比于 LFP，能量密度提升 20%，成本略微提升，循環(huán)壽命、導電能力及倍率性 能略有下降。LMFP 作為 LFP 的升級方向，其電壓平臺達到 4.1V，相比于 LFP 的 3.4V 高出 20%，因此相同條件下理論能量密度相比于 LFP 可以提升 20%左右，但是由于錳元 素的加入，錳的溶出會導致循環(huán)壽命變短，充放電能力和壽命變差。從成本上看，LMFP 中鐵的含量高，整體成本會較 LMP 低一些，性能上更偏向于 LFP 的性能。針對導

19、電能 力弱以及倍率性能差的缺點，隨著現(xiàn)階段碳包覆、顆粒納米化、補鋰等材料改性技術快 速發(fā)展，我們認為 LMFP 的缺點也會被逐漸彌補。LMP 中摻雜 Fe 可以改善電化學性能。根據(jù)郭隆泉LiMnPO4 的溶劑熱合成與電化學性 能研究論文中的數(shù)據(jù)，在 Mn 與 Fe 比例為 8:2 制備了 LMFP 正極材料，并在 0.2C 倍 率下放點，從圖 25 中可以看出：LMFP/C 材料的初始放電比容量為 147.1 mAh/g，而 LMP/C 材料僅為115.8 mAh/g，并且在循環(huán)過程中LMFP/C材料曲線更為平緩，說明其衰減緩慢， 具有良好的循環(huán)性能。Mn/Fe 比例為 2:3 的 LMFP

20、材料具有最佳的電化學性能。Mn/Fe 比例不同的 LMFP 均具有優(yōu) 異的循環(huán)性能，50 次循環(huán)后，容量保持率均在 90%以上，而當 Mn/Fe 比例為 2:3 的材料 具有最佳的電化學性能。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，LM0.4F0.6P 其初始比容量，首次及庫倫效率分別 為 124.3mAh/g 和 92%。所得材料具有橄欖石結構，碳包覆很好地控制了顆粒的大小，并 且增加了表面的導電性，從而使得材料的初始比容量和首次放電效率都在較高的水準。LMP 中不同離子的摻雜得到的材料性能不一。不同體相摻雜是在整個本征材料的內部加 入其他金屬離子取代 LMP 的部分元素，形成均勻的摻雜，該方法會對材料本身的電子結

21、構產(chǎn)生大的影響。根據(jù)李俊豪等人編寫的高性能磷酸錳鋰正極材料的研究進展論文 中的數(shù)據(jù)，體相摻雜包括 Li 位摻雜、Mn 位摻雜和 P 位摻雜等，目前的研究主要集中于 Mn 位摻雜。Mn 位摻雜能夠有效減弱 Mn3+的 Jahn-Teller 效應影響，用其他金屬離子占據(jù) Mn 的 4c 位，并形成固溶體。常用的陽離子有 Fe2+、Mg2+、Zn2+、Co2+、Cu2+、Cr3+、V3+、 Zr4+、T i4+等。由于不同離子的原子半徑、性質存在差異，所以摻雜不同的離子和以不同 的比例摻雜都能夠獲得性質不一樣的材料。大部分國內 LFP 電池廠及正極材料廠均有 LMFP 的技術儲備。目前國內磷酸錳鐵鋰材 料研究進度較快的公司代表為天津斯特蘭，2014 年便具備磷酸錳鐵鋰材料噸級量產(chǎn)的能 力，寧德時代、比亞迪、國軒高科等電池企業(yè)及德方納米、當升科技、光華科技、廈鎢 新能等正極材料廠也早早布局磷酸錳鐵鋰材料專利儲備。（二）磷酸鋰：潛在磷酸鐵鋰降本路線富臨精工布局磷酸鋰。2021 年 9 月 14 日，富臨精工發(fā)布公告與