2022年我國磷酸鐵鋰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析：下游需求量大 動力電池領(lǐng)域是最主要細(xì)分市場

2022年我國磷酸鐵鋰行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析：下游需求量大動力電池領(lǐng)域是最主要細(xì)分市場磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池電極材料，化學(xué)式為LiFePO4（簡稱LFP），主要用于各種鋰離子電池。磷酸鐵鋰呈現(xiàn)橄欖石結(jié)構(gòu)，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(zhì)進入負(fù)極，同時電子（e-）從外電路由正極向負(fù)極移動，以保證正負(fù)極的電荷平衡；而放電時，鋰離子（Li+）從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極。磷酸鐵鋰的容量偏低（~170mAh/g），對鋰電壓低，這使得鐵鋰電池單體的“理想質(zhì)量能量密度”相比于高鎳三元電池有約25%以上差距。安全性、壽命、成本是磷酸鐵鋰的主要優(yōu)勢。磷酸鐵鋰的性能由其元素組成和晶體結(jié)構(gòu)決定：磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)具備聚陰離子框架，結(jié)構(gòu)基元是LiO6八面體（鋰在體心）、FeO6八面體（鐵在體心）和PO4四面體（磷在體心）。磷酸根中強的P-O共價鍵在電池完全充電的狀態(tài)下可以穩(wěn)定氧原子，避免其被氧化釋氧。所以該結(jié)構(gòu)使得磷酸鐵鋰具有很高的安全性和循環(huán)壽命。同時，磷酸鐵鋰的鋰離子只擁有一維擴散通道，和層狀材料（鈷酸鋰、三元）的鋰離子二位擴散通道相比，離子電導(dǎo)較低，電子電導(dǎo)也較低。

磷酸鐵鋰產(chǎn)品特點

性能

晶體結(jié)構(gòu)

正極比容量（mAh/g）

能量密度（Wh/kg）

壓實密度（g/cm3）

電壓平臺（V）

理論容量（Ah/g）

庫倫效率

循環(huán)壽命（次）

環(huán)保性能

安全性能

低溫性能

穩(wěn)定性能

應(yīng)用領(lǐng)域

原料資源情況

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國磷酸鐵鋰行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與發(fā)展前景研究報告（2022-2029年）》顯示，磷酸鐵鋰其上游主要為鋰源、鐵源、磷源等原材料，下游用作制備鋰離子電池，鋰離子電池主要應(yīng)用領(lǐng)域可分為動力電池和非動力電池兩大類。其中，在動力電池領(lǐng)域，磷酸鐵鋰主要作為各種型號的純電動、插電混動新能源車動力系統(tǒng)正極材料應(yīng)用；在非動力電池領(lǐng)域，主要應(yīng)用在5G基站的儲能、新能源發(fā)電端儲能以及輕型動力的鉛酸市場替代等方面。

一、上游產(chǎn)業(yè)磷酸鐵鋰的主要原材料包括鋰源、鐵源、磷源等，部分原材料價格需要上游通過上游礦產(chǎn)開采再加工，最終加工成磷酸鐵鋰。產(chǎn)品加工流程長，信息傳遞較快。另外，上游產(chǎn)品屬于礦產(chǎn)和化工等大宗商品受供需因素影響大，且都屬于周期性行業(yè)，如果主要原材料價格出現(xiàn)大幅波動，將直接導(dǎo)致磷酸鐵鋰產(chǎn)品成本出現(xiàn)波動，并進而影響企業(yè)的盈利能力。1、鋰源鋰(Lithium)是一種金屬元素，元素符號為Li，對應(yīng)的單質(zhì)為銀白色質(zhì)軟金屬，也是密度最小的金屬。用于原子反應(yīng)堆、制輕合金及電池等。鋰電池?fù)碛虚_路電壓高，比能量高，工作溫度范圍寬，放電平衡，自放電子等優(yōu)點，在新能源汽車動力電池和儲能領(lǐng)域具有長期需求剛性和需求前景。由于電極電勢最負(fù)，鋰是已知元素(包括放射性元素）中金屬活動性最強的。在自然界中，主要以鋰輝石、鋰云母及磷鋁石礦的形式存在。就國內(nèi)鹽湖提鋰現(xiàn)狀而言，規(guī)模尚小，利用率不足。根據(jù)統(tǒng)計，2017-2020年青海鹽湖提鋰總產(chǎn)量已從2.1萬噸增長至4.9萬噸LCE。，行業(yè)平均產(chǎn)能利用率僅為52%（2019年數(shù)據(jù)），目前行業(yè)景氣度居高位，企業(yè)研發(fā)投入增長，預(yù)計隨著技術(shù)逐步成熟，鹽湖提鋰產(chǎn)能和利用率有望持續(xù)提高。就鋰資源整體需求結(jié)構(gòu)而言，因其優(yōu)秀的儲能性質(zhì)，在電池應(yīng)用廣泛，是目前應(yīng)用最廣泛的電池。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球74%的鋰用于下游電池生產(chǎn)，2021以來，受益我國新能源汽車產(chǎn)銷量大增，鋰資源需求大增，供給持續(xù)偏緊，就現(xiàn)狀而言，目前我國新能源汽車距離滲透率50%仍有較大差距，將推動鋰資源需求持續(xù)增長。2、鐵源磷酸鐵鋰的鐵源主要分為鐵單質(zhì)（鐵塊）、二價鐵化合物（草酸亞鐵、硫酸亞鐵）以及三價鐵化合物（氧化鐵）。單質(zhì)鐵：液相+硝酸法采用鐵塊作為原材料，成本較高。德方納米的鐵源分為自制和外購，自制硝酸鐵采購鐵塊作為鐵源，單價較高。二價鐵：原料主要是硫酸法鈦白粉副產(chǎn)物，供應(yīng)量較為充沛。草酸亞鐵路線的鐵源與磷酸鐵路線類似，主要是硫酸亞鐵。作為硫酸法鈦白粉的主要副產(chǎn)物，硫酸亞鐵的產(chǎn)量與鈦白粉產(chǎn)量具有顯著的正向關(guān)系。據(jù)百川盈孚統(tǒng)計，2021年中國鈦白粉的產(chǎn)量達(dá)到379萬噸，同比小幅增長8%，其中硫酸法鈦白粉副產(chǎn)的硫酸亞鐵產(chǎn)量約為千噸級。龍蟒佰利、中核鈦白是國內(nèi)硫酸法鈦白粉兩大龍頭企業(yè)，依托自身副產(chǎn)物原料優(yōu)勢分別規(guī)劃了10萬噸和50萬噸磷酸鐵產(chǎn)能項目，預(yù)計2022年下半年分別投產(chǎn)一期5萬噸和10萬噸。3、磷源液相法多使用磷酸一銨為原料。固相法通常使用磷酸鐵(湖南升華使用磷酸一銨)，間接來自于磷酸或磷酸一銨。磷化工是以磷礦石為原料，經(jīng)過物理化學(xué)加工制得各種含磷制品的工業(yè)，產(chǎn)品主要包括磷肥、含磷農(nóng)藥、元素磷、磷酸、磷酸鹽、有機磷化物等。磷肥產(chǎn)業(yè)集中度較高。根據(jù)中國磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，國內(nèi)磷肥產(chǎn)量中44%是磷酸二銨，41%是磷酸一銨，為主要磷肥。而國內(nèi)磷肥一梯隊龍頭企業(yè)為云天化和貴州磷化，2019年的市占率分別為17.2%和15.8%，遠(yuǎn)高于二梯隊企業(yè)新洋豐、湖北宜化、湖北祥云等。根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù)，國內(nèi)磷酸一銨一梯隊龍頭為湖北祥云、新洋豐，2020年市占率分別為11.5%和10.5%，磷酸二銨格局則更加集中，云天化、貴州開磷為一梯隊龍頭，2020年市占率分別為21.4%和18.7%。國內(nèi)磷酸一銨年產(chǎn)量在2000萬噸級別，其中工業(yè)級磷酸一銨行業(yè)需求量達(dá)到百萬噸級，據(jù)年報披露，龍頭企業(yè)川發(fā)龍蟒2020年工業(yè)級磷酸一銨產(chǎn)量為36.48萬噸，同比增長52.57%，系全球產(chǎn)銷量最大的工業(yè)級磷酸一銨生產(chǎn)企業(yè)，出口量超過國內(nèi)出口總量的50%。隨著環(huán)保監(jiān)管日趨嚴(yán)格，熱法磷酸企業(yè)的環(huán)保和成本壓力不斷提高，尤其是污染較重的小規(guī)模磷酸企業(yè)清潔化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型困難，率先停產(chǎn)或退出，致使磷酸有效產(chǎn)能呈下滑趨勢。磷酸表觀消費量基本保持穩(wěn)定，處于175萬噸的水平；2018年以后產(chǎn)量隨有效產(chǎn)能略有下滑2020年我國磷酸產(chǎn)量為212萬噸，其中38萬噸出口。百川盈孚，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理二、中游產(chǎn)業(yè)1、市場規(guī)模由于政策因素主導(dǎo)，我國磷酸鐵鋰行業(yè)市場規(guī)模在2017年-2019年處于下滑趨勢，在2019年降至39.69億元，而隨著2020年新能源汽車補貼大幅度退坡，磷酸鐵鋰行業(yè)市場規(guī)?？焖偕仙?021年達(dá)到346.93億元。具體如下：2、供應(yīng)規(guī)模2019年后，各電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)從而達(dá)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野，2020年下半年起，比亞迪漢、宏光MiniEV、鐵鋰版Model3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，中國磷酸鐵鋰行業(yè)產(chǎn)量已達(dá)到42.18萬噸。3、需求規(guī)模2017年-2019年，國補側(cè)重電池能量密度考核。2017年起，國家首次將電池系統(tǒng)能量密度納入考核標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)，動力電池企業(yè)轉(zhuǎn)向大力開發(fā)三元鋰電池，磷酸鐵鋰市場份額大幅下滑。2019年-至今，國補大幅退坡，電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，搭載鐵鋰電池的爆款車型陸續(xù)推出，2021年磷酸鐵鋰行業(yè)需求量已達(dá)到40.20萬噸。4、供需平衡分析2019年以后，受國補退坡和技術(shù)進步影響，隨著國家產(chǎn)業(yè)政策對新能源汽車發(fā)展政策支持力度不斷加大以及受市場需求推動導(dǎo)致終端需求的不斷增長，大量資本涌入磷酸鐵鋰行業(yè)，產(chǎn)能急劇擴張，低端正極材料投資規(guī)模已超過市場需求，出現(xiàn)低端產(chǎn)能過剩，高端產(chǎn)能緊張的結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩局面。隨著終端應(yīng)用場景對材料安全性、能量密度等要求越來越高，磷酸鐵鋰行業(yè)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩。產(chǎn)銷率在2021年降至95.31%，中國磷酸鐵鋰行業(yè)保持供需平衡局面。3、市場競爭目前我國缺乏核心競爭力的中小企業(yè)逐漸退出市場，而一些磷酸鐵鋰制造商憑借著前驅(qū)體核心制備技術(shù)占據(jù)著市場主要份額，市場競爭加劇且集中度不斷上升。從生產(chǎn)企業(yè)來看，德方納米憑借穩(wěn)定的客戶渠道和產(chǎn)能優(yōu)勢，全年產(chǎn)量繼續(xù)領(lǐng)跑;國軒高科在儲能和自行車領(lǐng)域開疆拓土，自產(chǎn)鐵鋰需求穩(wěn)健，緊隨其后;湖南裕能、貝特瑞、湖北萬潤是市場供應(yīng)的堅實后盾，均呈現(xiàn)快速增長中，潛力較大。2021年，磷酸鐵鋰前四大廠商為湖南裕能、德方納米、龍蟠科技和湖北萬潤，出貨量合計占比達(dá)一半以上，呈現(xiàn)較為集中的市場格局。三、下游產(chǎn)業(yè)磷酸鐵鋰主要下游主要是磷酸鐵鋰電池行業(yè)，目前，磷酸鐵鋰電池屬于國家重點發(fā)展的行業(yè)。由于工藝過程、成本控制能力、客戶渠道等已經(jīng)較為成熟，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品的銷售情況主要取決于下游市場需求的波動。如果磷酸鐵鋰電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)市場波動，將對行業(yè)造成一定的影響。從目前來看，我國是全球最大的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)國家之一，下游行業(yè)需求量大，從成本控制、國家戰(zhàn)略等角度來看，我國對磷酸鐵鋰的需求比較迫切，因此磷酸鐵鋰行業(yè)的銷售主要取決于下游的需求情況。磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池，單體額定電壓為3.2V，充電截止電壓為3.6V~3.65V。充電過程中，磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極，嵌入負(fù)極碳材料；同時從正極釋放出電子，自外電路到達(dá)負(fù)極，維持化學(xué)反應(yīng)的平衡。放電過程中，鋰離子自負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極，同時負(fù)極釋放電子，自外電路到達(dá)正極，為外界提供能量。從應(yīng)用端看，目前磷酸鐵鋰電池在新能源商用車和儲能電池領(lǐng)域滲透率較高，在新能源乘用車領(lǐng)域，國內(nèi)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(biāo)工作，國產(chǎn)磷酸鐵鋰版Model3目前已部分出口歐洲，預(yù)計未來歐洲磷酸鐵鋰車型的滲透率將會逐步提升。從出貨量來看，根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)，截至2021年磷酸鐵鋰電池的出貨量已經(jīng)達(dá)到117.10GW，預(yù)計到2022年將達(dá)到225.42GW，相較三元電池領(lǐng)先優(yōu)勢逐步拉大。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理其中磷酸鐵鋰在動力電池領(lǐng)域，主要用于新能源汽車的動力系統(tǒng)。