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，但鋰離子可以通過而電子不能通過；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聚合物隔膜向負(fù)極遷移；在放電過程中，負(fù)極中的鋰離子通過隔膜向正極遷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?，F(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、磷高溫性能戾狀氧化物3.6-4.2好好好好蓋消費(fèi)型鋰電池鈷請(qǐng)?jiān)淳o捷夫晶石奸夫晶石奸較好橄概石盛狀氫化物晏狀甄化物一般好好好一般差好校好較差動(dòng)力電池、礎(chǔ)能動(dòng)力屯池。儲(chǔ)絕型繼電池型鋰電池位請(qǐng)?jiān)簇S富棒貴源豐言動(dòng)力電池、儲(chǔ)能型焊電池鈷資源拉缺、價(jià)格校高(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)的可開采儲(chǔ)量較料為鋰源、鐵源、磷源，我國(guó)鐵源和磷源資源較為豐富，隨(2)安全性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)：在充放電過程中，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(3)能量密度較低：磷酸鐵鋰電池的平均能量密度為正極材料目前定位于滿足高安全、低成本、長(zhǎng)壽命動(dòng)力電池和表9:圖相法和液相法制備峰統(tǒng)快鋰的原桿要水 均使用雄酸鋰作為鋰源，漉相法在使用中需將堿酸鋰溶解為硝酸鋰常液鉀源鐵源磷源液析法使用的鐵肆為硝酸鐵，可疆過鐵片與硝酸反腔制國(guó)相法則通雷使用磷酸鐵(湖南升華使用草截亞鐵),部分生產(chǎn)公業(yè)選梯外購(gòu)磷酸鐵，而部分全業(yè)則通過鐵片孟碳酸至扶與磷酸(磷酸一線)反麻自行生嚴(yán)液相法多使同靖酸一鏟為原科。固相法通常使用磷酸鐵(湖南升華使用磷酸一領(lǐng)1。間接來自于磷酸或磷酸一續(xù)。土磷酸鐵鋰生產(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參與磷酸鐵鋰生成的反應(yīng)過程，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，無需經(jīng)過凈化，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。體焉體焉+越井板機(jī)鋰哨酸鐵優(yōu)準(zhǔn)根酸說W雙氧水磷源高純棒酸磷酸一銨磷酸錢磷絨欽鋰液相洪媾艙統(tǒng)用檢法城(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。具備更強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。2021年我國(guó)磷酸鐵產(chǎn)能達(dá)到62.6萬噸/年，同比增長(zhǎng)113%,產(chǎn)量34.8萬噸，同比增長(zhǎng)162%,產(chǎn)能利用率55.7%,同比提高10.4pct,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)化工及新能源企鐵新增產(chǎn)能規(guī)劃達(dá)到518萬噸/年，其中2022、2023年新增產(chǎn)能計(jì)劃分別為103.5萬噸、151萬噸，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0資料來源：百川盈孚、招商證券未來幾年國(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71.2萬噸/年，同比增長(zhǎng)96.1%,產(chǎn)量43.55萬噸，同比增長(zhǎng)212%,產(chǎn)能利用率達(dá)到61.2%,同比提高22.8pct,主要受益于新能源行業(yè)需求快速增長(zhǎng)。2020年以前，國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(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520萬噸/年，其中2022、2023年新增產(chǎn)能計(jì)劃分別為94萬噸、53萬噸，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)新能源汽車產(chǎn)銷量大幅增長(zhǎng)，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池迎來發(fā)展機(jī)遇。2021年中國(guó)汽車產(chǎn)銷量分別為2608.2萬、2627.5萬輛，同比分別增長(zhǎng)3.4%、3.8%,其中新能源汽車產(chǎn)銷量分別為353.26萬輛、350.72萬輛，同比分別增長(zhǎng)168%、165%,新能源汽車銷量占比僅13.3%,未來仍有較大提升空間。磷酸鐵鋰和三元材料是最主流的動(dòng)力電池類型，2020年以來，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，磷酸鐵鋰電池迎來重要發(fā)展機(jī)遇。2021年我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量219.7GWh,同比增長(zhǎng)163.4%,其中三元電池產(chǎn)量93.9GWh,同比增長(zhǎng)93.6%,占比42.7%;磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量125.4GWh,同比增長(zhǎng)262.9%,占比57.1%,磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量首次超過三元電池，2022年1-3月磷酸鐵鋰動(dòng)力電池占比進(jìn)一步提升至62%。0資料來源：百川盈孚，招商證券量8015萬輛，同比增長(zhǎng)3.1%,較2019年下降13.1%,銷量8105萬輛，同比增長(zhǎng)4%,其中新能源汽車銷量670萬輛，同比大幅增長(zhǎng)102.4%,約占全球汽車總銷量8.3%。2021年全球同比增長(zhǎng)102.18%,其中中國(guó)動(dòng)力電池裝車量154.5GWh,同比增長(zhǎng)142.8%,寧德時(shí)代電池裝機(jī)量達(dá)到96.7GWh,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年全球新能源汽車滲透率達(dá)到30%,則對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池需求量約1077GWh,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416GWh,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1500GWh。假設(shè)2025年磷酸鐵鋰電池占比60%,1GWh磷酸鐵鋰電池消耗磷酸鐵鋰正極材料0.25萬噸，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225萬噸、216萬噸，隨著全球新能源汽車滲透率不斷提高，磷酸鐵和磷酸鐵鋰未來市場(chǎng)需求空間大。合理水平。2021年初開始磷酸鐵鋰行業(yè)景氣度持續(xù)上行，隨著新能源汽車、電動(dòng)兩輪車、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