磷酸鐵鋰行業(yè)專題研究報告

1、磷酸鐵鋰行業(yè)專題研究報告一、需求：鐵鋰回潮的高度與速度磷酸鐵鋰是當下鋰電主材產(chǎn)業(yè)鏈中需求邏輯最強的環(huán)節(jié)。動力電池主流技術(shù)路線的正極材料包括磷酸鐵鋰和三元材料。國內(nèi)方面，磷酸鐵鋰滲透率在 2019年降至33%氐位（其 中乘用車僅占 5%）, 2020年迎來觸底回升，拉開了鐵鋰回潮的大幕。2021年磷酸鐵鋰路線的強勢回歸進一步超出了市場預期， 鐵鋰產(chǎn)量、裝機均在年中突 破50攻關(guān)。回潮歸因：補貼弱化，CTP與刀片的革新磷酸鐵鋰方案在 2019年前偏弱的原因是補貼政策對于能量密 度的傾斜，以及續(xù)航里程 區(qū)間快速抬升。2019年以前，國內(nèi)補貼政 策與能量密度呈強相關(guān)（高能量密度方案給予更高的系數(shù)補貼，

2、且逐年上調(diào)能量密度標準），同時車型結(jié)構(gòu)快速由250km以下向300- 400km切換，使得質(zhì)量能量密度偏低的磷酸鐵鋰路線承受了較大的 壓力；疊加商用 車補貼退坡帶來的產(chǎn)銷壓力，進一步致使磷酸鐵鋰 需求承壓。2020年鐵鋰滲透率出現(xiàn)拐點的原因是補貼政策弱化以及CTP對于鐵鋰系統(tǒng)能量密度短 板的改善。一方面國內(nèi)補貼經(jīng)歷大幅退坡之 后，對于車企的技術(shù)方案選擇造成的擾動明顯弱化，且補貼方案也不再強調(diào)能量密度提升。另一方面，也是更重要的是，電池龍頭 寧 德時代、比亞迪先后推出了 CTP、刀片電池的封裝工藝革新，帶來了 電芯到PACK環(huán) 節(jié)成組效率的大幅抬升，進而使得電芯能量密度較低的磷酸鐵鋰，可以憑借新

3、的封裝工藝，適配于更長續(xù)航里程的車型。技術(shù)進步是鐵鋰回潮的重要推手。從定量分析來看，考慮 CTP工藝應用后，磷酸鐵鋰的體積能量 密度接近常規(guī)5系三元的水平，進而使得磷酸鐵鋰方案能夠覆蓋續(xù) 航里程400km左右的車型（針對緊湊型車 型分析，對于中型車、中 大型車等高級別車型，可以覆蓋500-600km續(xù)航里程），應用范圍 有了明顯的拓寬，也引發(fā)了部分車企開始轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰方案。趨勢判斷：鐵鋰、高銀、鈉離子的競爭動力電池正極技術(shù)路線選擇是綜合考量的過程。 正極材料在鋰電 池中主要影響的是容量 性能（即能量密度），此外對于倍率、低溫、 循環(huán)等性能指標也會造成影響。正極方案選擇中，能量密度是首要的考量因

4、素，決定了新能源車 續(xù)航里程的設計條件，在此前磷酸鐵鋰能量密度較低時，車企難以在長續(xù)航車型上選用磷酸鐵鋰。其次是成本的考量，包括：1）電池的售價、對補貼/積分系數(shù)的 影響；2）由于電池質(zhì)量 能量密度不同所帶來的整車電耗的影響；3） 長期來看，還需要考慮回收價值，例如三元電池金屬回收的收益，以及長循環(huán)磷酸鐵鋰梯次利用的收益。最后比較的是輔助性能，例如磷酸鐵鋰電池在倍率性能、低溫性 能、日歷壽命、SOC估算等方面較三元電池存在劣勢，但這些性能 劣勢是可以通過綜合性方案加以解決的，例如通過熱管理彌補低溫 性能的劣勢，同時技術(shù)進步也使得鐵鋰的性能劣勢逐步得到彌補當前時點看，磷酸鐵鋰在系統(tǒng)成本上要明顯低

5、于三元。在能量密 度能夠滿足續(xù)航里程要求的情況下，成本成為車企對于技術(shù)路線選 擇的首要考量因素。磷酸鐵鋰物料成本更低，電芯成本上較三元電池方案低15%-20%如果考慮鐵鋰率先應用 CTP工藝，而三元尤其 是高銀應用CTP穩(wěn)步推進，則磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢階段性達到20%以上，定價上也 具備15%Z上的價格優(yōu)勢。這也是鐵鋰回潮的本質(zhì)。隨三元技術(shù)進步，成本差距有所收窄，但2025年前鐵鋰仍占據(jù) 優(yōu)勢。不過對于磷酸鐵 鋰和三元材料滲透率演繹，我們還是要站在 動態(tài)降本的角度考量，磷酸鐵鋰方案相對成熟，能量密度有一定幅度的提升空間；而三元技術(shù)進步的潛力更大，能量密度的持續(xù)提 升， 能夠帶來材料單耗的攤薄，同

6、時產(chǎn)業(yè)化有望逐步走向成熟，進一步帶 來成本改善。根據(jù)測算，在考慮高銀三元技術(shù)進步且應用CTP工藝的情況下，2025年與磷酸鐵鋰的 成本差距有望收窄至10溢右；如 果進一步考慮鎮(zhèn)資源冶煉的成本下降（硫酸銀是高銀三元的重要成本項，考慮硫酸銀產(chǎn)業(yè)成熟后售價降至 22元/kg）,則高銀三元有望 在2025年較磷酸鐵鋰的成本差距收窄至 5%-10%在2025年5%-10%勺成本差距下，考慮到高銀三元質(zhì)量能量密 度更高，因而整車電耗 具備優(yōu)勢（預計續(xù)航里程 500km以上的車 型中，高鎮(zhèn)方案的單車帶電量可以節(jié)約5%- 10%）,則考慮性能優(yōu)勢后高鎮(zhèn)能夠穩(wěn)定其在中長續(xù)航車型中的供應鏈份額。此外，還沒有進一步

7、探討和考慮的是三元電池的回收價值和磷酸 鐵鋰的梯次利用，目前上述商業(yè)模式還有待進一步完善，有可能影響三元、鐵鋰中期的生命周期成本。鈉離子有望與磷酸鐵鋰、三元在中長期格局中形成互補。除了與 高銀方案的競爭，鈉離 子也是今年由寧德時代發(fā)布后引起關(guān)注的技 術(shù)路線。根據(jù)寧德時代在發(fā)布會上的信息，其第一代鈉離子電池可以實現(xiàn)單體能量密度 160Wh/kg ,第二代有望達到 200Wh/kg ,且 在循環(huán)壽命上有望接近磷酸鐵鋰，快充性能、低溫性能更加突出，性 能參數(shù)逼近磷酸 鐵鋰的水平。同時寧德時代提出AB電池的構(gòu)想，未來可能與磷酸鐵鋰混合共用，以達到互補的作用。不過從產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏上看，目前寧德時代完成了第一

8、代方案，希望在2023年開始培 育鈉離子的供應鏈體系，考慮到產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建，以及規(guī)模化后才能帶 來成本下 降，預計鈉離子與磷酸鐵鋰的競爭在 2025年后才會出現(xiàn)， 且因鋰電差異化、分層的需 求，與磷酸鐵鋰形成共存、競爭與互補?？偨Y(jié)來看，磷酸鐵鋰當前成本優(yōu)勢顯著，對于三元的替代將持續(xù) 演繹。在2025年可預 見的技術(shù)進步下，高銀三元與磷酸鐵鋰成本 差距在5%-10%磷酸鐵鋰仍具備成本優(yōu)勢，即使考慮電耗的影響，在500km以下的車型中可以廣泛應用。而寧德時代近期提出的鈉離子電池，是對于磷酸鐵鋰的有效補充，但在大規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化階段的 競爭預計也在2025年之后。因而磷酸鐵鋰是動力電池中期技術(shù)路線 最確定

9、的環(huán)節(jié)。進度推演：國內(nèi)明顯提速，海外逐步跟隨經(jīng)過以上分析，可以得出磷酸鐵鋰憑借CTP技術(shù)實現(xiàn)了能量密度的提升，進而拓寬了 續(xù)航里程的覆蓋范圍，同時在領(lǐng)先的成本競爭力下，成為車企優(yōu)先的方案選擇。從新車目錄上看，近幾批次鐵鋰乘用車車型申報占比穩(wěn)定在 50溢右的水平。在鐵鋰回潮的過程中，也不乏明星車型的助推，例如比亞迪漢、 特斯拉 Model 3、Model Y、宏光 MINI、小鵬 P7/P5等，目前磷酸 鐵鋰方案已經(jīng)覆蓋了特斯拉、新興造車、自主 品牌，且車型級別跨 越了 A00級到C級車，國內(nèi)車企接受度高。從海外的情況看，磷酸鐵鋰方案也在逐步納入考量， 其中最積極 的是特斯拉，其在 2020年即

10、計劃在長循環(huán)方案中導入磷酸鐵鋰， 2021年更是表示磷酸鐵鋰的應用占比將超過60%除了特斯拉外，大眾、Stellantis、戴姆勒也明確表示磷酸鐵鋰方案的導入，不過也有 雷諾等車企暫時不會考慮磷酸鐵鋰，預計海外車企對磷酸鐵鋰的應用 會相對滯后（本身也要考慮到車型開發(fā)的周期），不過滲透率提升的 趨勢明確。綜上，我們預計磷酸鐵鋰在新能源車上的滲透率有望逐步提升， 其中國內(nèi)在2021-2023年有望持續(xù)上行，乘用車中的磷酸鐵鋰占比 或超過50%整體占比有望達到55溢右；海外磷酸鐵鋰的應用有望 在2023年前后加速（特斯拉存在超預期可能），在2025年有望達 到20%-30%勺滲透率水平，進而帶動全球

11、磷酸鐵鋰占比趨于40%增量市場：儲能的拐點，助推鐵鋰的阿爾法除了動力電池的應用外，儲能也是未來磷酸鐵鋰的重要增量， 全 球儲能市場正處于拐點 階段，美國2020H2以來實現(xiàn)爆發(fā)式增長， 表前市場在RA合同、PPA模式驅(qū)動下，商業(yè)模式理順、經(jīng)濟性顯 著提升，有望連續(xù)翻兩倍增長，2021年突破10GWh裝機大關(guān)。歐 洲過去幾年保持平穩(wěn)增長，戶用儲能由于居民電價高企具備經(jīng)濟性， 增長持續(xù)性較強， 表前項目伴隨歐洲傳統(tǒng)調(diào)峰方式的退出，也有望 迎來增長拐點。相較于美國、歐洲出現(xiàn)的市場增長拐點，國內(nèi)的政策拐點也愈發(fā) 清晰，發(fā)改委發(fā)布了儲 能指導意見，在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)均 給予了商業(yè)機制完善的方向，核

12、心在于解決了責任主體和成本分攤的問題，國內(nèi)儲能加速發(fā)展可期。預計在中國、美國、歐洲三大市場的驅(qū)動下，2025年全球鋰電儲能需求有望達到 180- 200GWh,相較于2020年20GWh左右的 出貨量，實現(xiàn)五年十倍的高速增長。此外值得一提的是，目前海外儲能以三星SDK LG化學供應為主，采用三元方案，而磷酸鐵 鋰方 案循環(huán)壽命更長、安全性具備優(yōu)勢，且成本更為領(lǐng)先，儲能領(lǐng)域磷酸 鐵鋰占比提升 的趨勢相較于動力電池市場更為明確。綜上，預計2025年全球磷酸鐵鋰電池出貨量達到 770GWh,較 2020年實現(xiàn)70溢右 的復合增長，磷酸鐵鋰正極需求接近 180萬 噸，是鋰電產(chǎn)業(yè)鏈需求阿爾法最強的環(huán)節(jié)。

13、二、供給：本輪產(chǎn)業(yè)鏈緊缺能走多久2021年以來，磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈供給轉(zhuǎn)為緊缺，庫存維持低位， 疊加原材料碳酸鋰、磷酸 等價格的上漲，帶動磷酸鐵鋰產(chǎn)品價格持 續(xù)上行。磷酸鐵鋰價格由2020下半年低點 34000元/噸上漲至62000元/噸(2021.9.13),漲幅達82.4%且仍處于上行趨勢。磷 酸鐵作為大部分磷酸鐵鋰產(chǎn)能的前驅(qū)體，表現(xiàn)與磷酸鐵鋰相當一致，價格也處于上行通道。考慮到磷酸鐵鋰正極除了供給緊缺， 亦有成本推動，按照市場價 格擬合單噸毛利來看，2020年底至2021年中鐵鋰正極單噸毛利提升約70%不過8月起有所回落。磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈的價格和盈利趨勢本質(zhì)上取決于各環(huán)節(jié)供需，具體來看：磷酸鐵

14、鋰正極的擴產(chǎn)周期在 6-12個月，2020年底國內(nèi)磷酸鐵 鋰正極產(chǎn)能在 28萬噸左 右，2021H1、2021H2或分別達到32、56 萬噸，2022H1、2022H2或分別達到74、100萬噸，以匹配高速增 長的磷酸鐵鋰需求。磷酸鐵前驅(qū)體的擴產(chǎn)周期在 1年左右，2020年底國內(nèi)磷酸鐵前 驅(qū)體年產(chǎn)能在 20萬噸左 右，2021H1、2021H2或分別達到25、45 萬噸，2022H1、2022H2或分別達到66、100萬噸。此外，磷酸鐵 產(chǎn)能部分為行業(yè)新進入企業(yè)的落地，若只考慮原有企業(yè)的產(chǎn)能 擴張， 則2022H1、2022H2產(chǎn)能分別在 57、81萬噸。由此，我們根據(jù)行業(yè)需求增長的預期與企業(yè)

15、規(guī)劃的磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè) 鏈產(chǎn)能落地情況，對行 業(yè)的產(chǎn)能利用率進行估算，磷酸鐵鋰正極方 面，預計2021H1供給緊張，2021H2即有 所緩解，2022年或難構(gòu) 成供給瓶頸，不過頭部企業(yè)仍有望保持 80溢右的產(chǎn)能利用率。磷酸 鐵由于擴產(chǎn)周期較長，2021年預計都將保持偏緊狀態(tài)，2022H1供 需依舊緊張，預計2022H2才有所緩解；考慮到磷酸鐵行業(yè)新進入 者較多，從投產(chǎn)到滿產(chǎn)預計存在一定 的周期，如果僅考慮現(xiàn)有企業(yè) 的產(chǎn)能擴張，2022H2仍有望保持80姒上的產(chǎn)能利用率。此外目前的估算基于中性的行業(yè)需求預期， 以及企業(yè)規(guī)劃的產(chǎn)能 擴張，考慮到新能源車、儲能行業(yè)處于拐點階段，同時環(huán)評、能評等流程或一定

16、程度上影響企業(yè)擴產(chǎn)節(jié)奏，行業(yè)實際的供需變化還需要進一步密切跟蹤。三、格局：中期保持差異化，長期聚焦一體化從生產(chǎn)工藝的技術(shù)路線劃分，磷酸鐵鋰包括固相法（磷酸鐵、草 酸鐵）、液相法、鐵紅等 四種路線。由于制備流程、原料、工藝、能 耗存在差異，最終生成的磷酸鐵鋰正極會在性能指標、綜合成本上存在優(yōu)劣勢，對于磷酸鐵鋰的格局演繹會造成影響。差異化：高壓實與長循環(huán)，中期產(chǎn)品分層磷酸鐵鋰正極過去被視為偏同質(zhì)化產(chǎn)品，很大程度上是過去磷酸 鐵鋰主要應用于商用車，而商用車對于鋰電池的需求偏同質(zhì)化。伴隨乘用車鐵鋰以及儲能鐵鋰需求的啟動，磷酸鐵鋰正極也展現(xiàn)出一定的差異化，例如乘用車鐵鋰對于能量密度敏感，電池企業(yè)愿意選

17、擇 高壓實的磷酸鐵鋰正極。在各工藝路線中，固相法能夠達到的壓實密 度較高，尤其是 草酸鐵路線具備一定的比較優(yōu)勢，未來可以期待的 技術(shù)迭代還包括磷酸鐵鎰鋰方案。儲 能用的鋰電池則強調(diào)長循環(huán)壽 命，液相法工藝憑借更加充分的混合帶來的一致性優(yōu)勢，在長循環(huán)上領(lǐng)先于其他工藝路線。我們判斷磷酸鐵鋰正極中期將保持差異化屬性，除了產(chǎn)品層面外,動力電池企業(yè)也選擇與磷酸鐵鋰正極企業(yè)形成合資產(chǎn)能、參股入股 的深度合作，或進一步夯實供應鏈關(guān)系。目前寧德時代合資、入股的磷酸鐵鋰正極企業(yè)為德方納米（長循環(huán)、新型磷酸鹽系）、湖南裕能（高壓實）、江西升華（高壓實），比亞迪參股湖南裕能，億緯鋰能 與德方納米合資產(chǎn)能。一體化：成

18、本為王，縱向布局夯實長期優(yōu)勢從磷酸鐵鋰前驅(qū)體磷酸鐵固相法成本對比來看， 構(gòu)成成本最核心 的主要來自于磷源，鐵 源，但由于硫酸亞鐵產(chǎn)品附加值低，因此成 本占比較低。而不同類型企業(yè)磷源成本差異 較大，部分磷化工企業(yè) 由于具備磷礦石、磷酸、磷酸一鏤等產(chǎn)品，因此可以有效降低磷源的成本，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈一體化，形成一定的成本優(yōu)勢。而鈦白粉企業(yè)由 于硫酸亞鐵和廢 硫酸資源自備，同樣擁有明顯的成本優(yōu)勢。在磷酸鐵成本構(gòu)成中，磷資源占比較高，因此磷資源未來價格走 勢對產(chǎn)業(yè)鏈影響較大。磷資源最上游來自于磷礦石，從磷礦石下游需求結(jié)構(gòu)來看，71%用于磷肥生產(chǎn)，7卿于 黃磷，6湘于磷酸鹽。農(nóng) 業(yè)需求整體偏剛需，隨著人口的增長，磷肥需求穩(wěn)步上行。磷 礦石 其他應用領(lǐng)域除了草甘麟生產(chǎn)外，以工業(yè)為主，包括工業(yè)級磷酸、磷 酸鐵等。2021-2020年以來，由于疫情沖擊，物流受限，各國重視糧食安全， 明顯拉動了對化肥的需 求，加之海外部分產(chǎn)能受疫情影響供給不暢， 磷化工行業(yè)迎來了景氣向上周期?；诖耍覀冋J為，糧食價格堅 挺，明顯提振農(nóng)民的種植積極性，化肥產(chǎn)品需求旺盛，預計2022年行業(yè)仍