1、2022年磷酸鐵鋰正極材料行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析磷酸鐵鋰是一種優(yōu)異的鋰離子電池正極材料。鋰離子電池由四個(gè)主要部分構(gòu)成，分別為正極、負(fù)極、電解液和隔膜， 其中正極既是離子導(dǎo)體也是電子導(dǎo)體，其主要組成部分稱(chēng)為活性物質(zhì)。磷酸鐵鋰（LiFePO4）呈現(xiàn)橄欖石結(jié)構(gòu)，作為 電池正極材料，涂敷在鋁箔與電池正極連接；中間是聚合物的隔膜，將正極與負(fù)極隔開(kāi)，但鋰離子可以通過(guò)而電子不 能通過(guò)；石墨等作為電池的負(fù)極材料，涂敷在銅箔與電池的負(fù)極連接處。磷酸鐵鋰電池在充電時(shí)，正極中的鋰離子通 過(guò)聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過(guò)程中，負(fù)極中的鋰離子通過(guò)隔膜向正極遷移。磷酸鐵鋰正極材料具有生產(chǎn)成本低、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性好等特點(diǎn)，但能

2、量密度低于三元材料。鋰離子電池正極材料 選取條件較為苛刻，必須是嵌鋰型化合物并且不能與電解液發(fā)生反應(yīng)，為使電池?fù)碛休^好的電化學(xué)性能，導(dǎo)電性要足 夠好，并且單位單元內(nèi)需要能容納大量的鋰，這些會(huì)直接影響電池的安全性能，電化學(xué)性能。現(xiàn)在商業(yè)化應(yīng)用的正極 材料主要有鈷系正極材料、鎳系正極材料、錳系正極材料、三元材料、磷酸鐵鋰正極材料等。（1）生產(chǎn)成本低：鈷鹽、鎳鹽和鋰鹽是制備三元材料的主要原材料，其中鉆鹽、鎳鹽在我國(guó)的可開(kāi)采儲(chǔ)量較小，供 應(yīng)較為緊張，導(dǎo)致三元材料生產(chǎn)成本較高。磷酸鐵鋰主要原材料為鋰源、鐵源、磷源，我國(guó)鐵源和磷源資源較為 豐富，隨著鋰源供給端實(shí)質(zhì)性改善，鋰源價(jià)格逐步回落，磷酸鐵鋰材料將具

3、有更明顯的成本優(yōu)勢(shì)。（2）安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)：在充放電過(guò)程中，磷酸鐵鋰作為正極材料是處于 FePO4/LiFePO4 兩相共存的狀態(tài)， 由于 FePO4 與 LiFePO4 的結(jié)構(gòu)與體積都很相近，所以在充放電過(guò)程材料的晶體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大的改變以至于崩 壞，循環(huán)壽命大于 2000 次，組裝成電池后就會(huì)有良好的循壞性能和安全性能。（3）能量密度較低：磷酸鐵鋰電池的平均能量密度為 100-150 Wh/kg，相比三元材料能量密度較低，因此磷酸鐵鋰 正極材料目前定位于滿(mǎn)足高安全、低成本、長(zhǎng)壽命動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池的需求。磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)可分為固相和液相合成法兩種。固相合成法是制備磷酸鐵鋰正極材料最常用

4、的方法，液相合成法較 為普及的是水熱/溶劑熱法。固相合成法由于設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，制備條件容易控制，較為適合工業(yè)化生產(chǎn)，但原材料 固相不均勻，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物顆粒較大，粒度分布范圍寬，產(chǎn)品批次一致性較差，對(duì)產(chǎn)品導(dǎo)電性、安全性等產(chǎn)生不利影 響。液相法使初始原料在分子水平上的混合和獲得的前驅(qū)體更均勻，相比固相合成法更具優(yōu)勢(shì)，但由于對(duì)生產(chǎn)條件控 制的要求較高，其產(chǎn)業(yè)化難度更大，在制備過(guò)程中，由于鋰/鐵的原子排布混亂，會(huì)使大概 7%的鐵原子占據(jù)鋰的位置， 使得制備出的磷酸鐵鋰產(chǎn)品容量不夠高。固相法和液相法由于工藝路線不同，對(duì)原料的要求也有所不同。凈化磷酸和工業(yè)級(jí)磷酸一銨是磷酸鐵鋰的主要磷源。磷酸或磷酸一銨直接

5、參與磷酸鐵鋰生成的反應(yīng)過(guò)程，對(duì)磷酸鐵鋰 的產(chǎn)品質(zhì)量具有重要影響，在磷酸鐵鋰制備過(guò)程中，主要使用凈化磷酸或工業(yè)級(jí)磷酸一銨為磷源。（1）凈化磷酸：磷酸的主流工藝分為熱法和濕法兩種，其中熱法磷酸純度高，無(wú)需經(jīng)過(guò)凈化，但不具有成本優(yōu)勢(shì)； 濕法磷酸由于產(chǎn)品純度低、雜質(zhì)多，分離出粗磷酸后，需再經(jīng)凈化制得凈化磷酸產(chǎn)品，具有較高技術(shù)壁壘。（2）工業(yè)級(jí)磷酸一銨：工業(yè)級(jí)磷酸一銨的純度要求高于農(nóng)業(yè)用磷酸一銨，有以下三種主流工藝：（1）熱法磷酸氨中 和法：采用熱法磷酸為原料，無(wú)須凈化，直接與氨中和；2）凈化磷酸氨中和法：以濕法磷酸為原料，經(jīng)有機(jī)溶 劑萃取凈化制得凈化磷酸，再與氨反應(yīng)。3）濕法磷酸氨中和直接凈化法：將濕

6、法磷酸預(yù)凈化，脫硫并除去懸浮 物，再進(jìn)行氨中和凈化，脫除雜質(zhì)，分離雜質(zhì)后即得工業(yè)級(jí)磷酸一銨。未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)磷酸鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將加劇，磷化工龍頭企業(yè)具備更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。2021 年我國(guó)磷酸鐵產(chǎn)能達(dá)到 62.6 萬(wàn)噸/年， 同比增長(zhǎng) 113%，產(chǎn)量 34.8 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 162%，產(chǎn)能利用率 55.7%，同比提高 10.4 pct，主要由于下游新能源行 業(yè)磷酸鐵鋰正極材料需求快速增長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵產(chǎn)能主要分布于湖南、安徽、湖北、貴州，分別占比 27.2%、13.7%、 11.7%、11.2%，前五大企業(yè)產(chǎn)能占比約 47.6%，行業(yè)集中度仍有提高空間。由于近幾年新能源行業(yè)高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)化工及新能源企業(yè)積

7、極進(jìn)軍磷酸鐵行業(yè)，我們粗略統(tǒng)計(jì)未來(lái)幾年主要企業(yè)磷酸鐵新增產(chǎn)能規(guī)劃達(dá)到 518 萬(wàn)噸/年，其 中 2022、2023 年新增產(chǎn)能計(jì)劃分別為 103.5 萬(wàn)噸、151 萬(wàn)噸，磷酸鐵行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將逐步加劇，但集中度有望大幅提高， 部分產(chǎn)能投產(chǎn)具有不確定性，擁有上游凈化磷酸或工業(yè)級(jí)磷酸一銨配套的磷化工龍頭企業(yè)將具備更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰行業(yè)新增產(chǎn)能較多，擁有產(chǎn)業(yè)鏈一體化布局的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著。2021 年我國(guó)磷酸鐵鋰產(chǎn)能 71.2 萬(wàn)噸/年，同比增長(zhǎng) 96.1%，產(chǎn)量 43.55 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 212%，產(chǎn)能利用率達(dá)到 61.2%，同比提高 22.8 pct， 主要受益于新能源行業(yè)需求快速增長(zhǎng)

8、。2020 年以前，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)市場(chǎng)化尚未成熟，補(bǔ)貼政策以高能量密度、長(zhǎng) 續(xù)航里程為重點(diǎn)，因此市場(chǎng)更加側(cè)重三元電池，導(dǎo)致完成產(chǎn)能擴(kuò)張的磷酸鐵鋰廠商遭受打擊，2020 年磷酸鐵鋰滲透 率拐點(diǎn)向上，主要是補(bǔ)貼政策弱化以及 CTP（無(wú)模組技術(shù)）對(duì)磷酸鐵鋰系統(tǒng)能量密度的改善。2021 年國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰 產(chǎn)能主要分布在湖南、廣東、湖北，分別占比 29.4%、18.3%、14.7%，前五大企業(yè)產(chǎn)能占比約 61.1%，行業(yè)集中度 較高。國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局磷酸鐵鋰正極材料，未來(lái)幾年行業(yè)新增產(chǎn)能較多，我們粗略統(tǒng)計(jì)主要企業(yè)磷酸鐵鋰新增產(chǎn)能 規(guī)劃達(dá)到 520 萬(wàn)噸/年，其中 2022、2023 年新增產(chǎn)能計(jì)劃分別為

9、94 萬(wàn)噸、53 萬(wàn)噸，部分產(chǎn)能投產(chǎn)具有不確定性， 磷化工企業(yè)具有資源、成本及產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì)，同時(shí)與新能源企業(yè)合作，整體競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯。我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量大幅增長(zhǎng)，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇。2021 年中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別為 2608.2 萬(wàn)、2627.5 萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng) 3.4%、3.8，其中新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量分別為 353.26 萬(wàn)輛、350.72 萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng) 168%、 165%，新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占比僅 13.3%，未來(lái)仍有較大提升空間。磷酸鐵鋰和三元材料是最主流的動(dòng)力電池類(lèi)型，2020 年以來(lái)，由于鎳、鈷價(jià)格大幅上漲，疊加我國(guó)動(dòng)力電池補(bǔ)貼政策退坡，三元電池成本壓力不斷增大，

10、磷酸鐵鋰電池迎 來(lái)重要發(fā)展機(jī)遇。2021 年我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量 219.7 GWh，同比增長(zhǎng) 163.4%，其中三元電池產(chǎn)量 93.9 GWh，同比增 長(zhǎng) 93.6%，占比 42.7%；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量 125.4 GWh，同比增長(zhǎng) 262.9%，占比 57.1%，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量首次超 過(guò)三元電池，2022 年 1-3 月磷酸鐵鋰動(dòng)力電池占比進(jìn)一步提升至 62%。全球磷酸鐵鋰正極材料需求空間大，有望帶動(dòng)磷酸鐵需求大幅增長(zhǎng)。國(guó)際汽車(chē)制造商數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球汽車(chē)產(chǎn) 量 8015 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 3.1%，較 2019 年下降 13.1%，銷(xiāo)量 8105 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 4%，其中新能源汽車(chē)

11、銷(xiāo)量 670 萬(wàn)輛，同比大幅增長(zhǎng) 102.4%，約占全球汽車(chē)總銷(xiāo)量8.3%。2021 年全球動(dòng)力電池裝機(jī)量 296.8 GWh，同比增長(zhǎng) 102.18%， 其中中國(guó)動(dòng)力電池裝車(chē)量154.5 GWh，同比增長(zhǎng)142.8%，寧德時(shí)代電池裝機(jī)量達(dá)到96.7 GWh，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率53.1%，全球市場(chǎng)占有率為 32.6%，位列全球第一。假設(shè) 2025 年全球新能源汽車(chē)滲透率達(dá)到 30%，則對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池需求量約 1077 GWh，年均復(fù)合增長(zhǎng)約 38%；GGII 預(yù)測(cè) 2025 年全球儲(chǔ)能電池出貨量有望達(dá)到 416 GWh，年均復(fù)合增長(zhǎng)約 72.8%， 則 2025 年全球動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池需求量約 1500 GWh。假設(shè) 2025 年磷酸鐵鋰電池占比 60%，1 GWh 磷酸鐵鋰電 池消耗磷酸鐵鋰正極材料 0.25 萬(wàn)噸，1 噸磷酸鐵鋰正極材料消耗 0.96 噸磷酸鐵，則對(duì)應(yīng)磷酸鐵鋰、磷酸鐵需求量分 別為 225 萬(wàn)噸、216 萬(wàn)噸，隨著全球新能源汽車(chē)滲透率不斷提高，磷酸鐵和磷酸鐵鋰未來(lái)市場(chǎng)需求空間大。磷酸鐵和磷酸鐵鋰價(jià)格大幅上漲，中長(zhǎng)期有望逐步回歸合理水平。2021 年初開(kāi)始磷酸鐵鋰行業(yè)景氣度持續(xù)上行，隨 著新能源汽車(chē)、電動(dòng)兩輪車(chē)、儲(chǔ)能等需求不斷釋放，磷酸鐵鋰市場(chǎng)供不應(yīng)求，同時(shí)原材料碳酸鋰價(jià)格大幅上漲，推動(dòng) 磷酸鐵鋰市場(chǎng)價(jià)格不斷突破新高，目前磷酸鐵鋰正極材