一、磷酸铁锂基本概述
1、材料对比
锂离子电池正极材料可以根据结构的不同分为三类，以磷酸铁锂为代表的聚阴离子型材料，以钴酸锂和三元为代表的的层状结构材料，以及以锰酸锂为代表的尖晶石结构材料。从目前的主流材料来看，磷酸铁锂由于性价比优势突出有回暖趋势，三元朝高镍化方向发展符合高能量密度和降钴降成本的趋势。往后看，正极材料的发展定不会止步于此——在性价比方面磷酸铁锂可通过掺锰制备磷酸锰铁锂来提高电压平台进而提高能量密度，而在高能量密度方面，除了高镍三元外，镍锰酸锂、富锂锰基正极等高压材料也极具发展前景。
磷酸锰铁锂、磷酸铁锂和三元材料性能参数
资料来源：公开资料整理
多年政策扶持之下，电动车产业链已经逐渐发展起来。国家补贴政策持续退坡，2019年的补贴相比2018年减少了50-70%，并计划在2022年彻底退出。电池企业降本压力增大，磷酸铁锂材料具有更低的成本，性价比优势明显，重新获得市场的关注，部分车型加快从三元转铁锂路线。根据数据，截至21年9月末，每吨三元材料均价约是磷酸铁锂的3倍以上，磷酸铁锂电池具备成本优势，在中重型车辆占据主要市场。
2020-2021年锂电池正极材料价格对比情况
资料来源：公开资料整理
2、制取工艺对比
磷酸铁锂制备方法较多，主要分为固相法和液相法。其中固相法是目前最为成熟且大规模商业化应用的方法，根据关键原材料不同可分为草酸亚铁（图表中未包括）、磷酸铁（钠法）和磷酸铁（氨法）三大类。固相合成法设备和工艺简单，制备条件容易控制，适合工业化生产；但原材料固相不均匀，化学反应产物颗粒较大，粒度分布范围宽，从而对产品导电性和安全性等产生不利影响。液相法优点是产品一致性好，循环次数高，质量相对更佳，缺点在于生产设备复杂，投资成本较高，扩产难度大；目前具备量产化能力的主要为德方纳米的自热蒸发液相法，这种合成法使得初始原料在分子水平上的混合和获得的前驱体更均匀，但对生产条件控制的要求较高，此外压实密度等方面存在一定劣势。
磷酸铁锂主要工艺路线对比情况
资料来源：公开资料整理
二、磷酸铁锂产业链整体简析
1、产业链简析
磷酸铁锂产业链的上游主要包括锂源、铁源、碳源、磷酸根等原材料，中游包括磷酸铁锂正极材料，下游包括磷酸铁锂电池及新能源汽车、储能等应用。磷酸铁锂正极材料及磷酸铁锂电池环节格局更好，与行业景气度的相关性更高。
磷酸铁锂产业链简析
资料来源：华经产业研究院整理
2、上游端
磷酸铁锂上游原材料主要分为锂元素和磷酸铁的制取，其中碳酸锂是锂电池的关键上游原材料，整体需求较大，价格对磷酸铁锂成本影响较大。就碳酸锂产量情况而言，随着下游消费电子和新能源汽车灯行业需求持续增长，我国碳酸锂需求逐年增长。根据数据，2020年我国碳酸锂产量为16.6万吨，同比2019年略有增长，2021年受新能源汽车销量爆发式增长，碳酸锂需求暴增，产量增长达37.98%，达22.9万吨，然而整体产量仍供不应求，导致市场价格飙升，2022年3月一度超过每吨50万元。就磷酸铁供给情况而言，目前市场大规模生产磷酸铁的方法主要为硫酸亚铁经双氧水氧化后与磷酸（盐）反应沉淀，2021年1-5月我国磷酸铁产量9.32万吨，同比大增153.4%，产能约为29.1万吨，行业集中度较低，其中市占率最大的企业是湖南雅城，拥有6万吨产能，
2019-2021年中国碳酸锂产量及增长率
资料来源：公开资料整理
3、下游端
就磷酸铁锂下游主要应用动力电池装机量情况而言，此前凭借高能量密度的优势三元材料在新能源乘用车市场快速放量，其占动力电池比重在2019、2020年均超过60%。但随着比亚迪刀片电池和宁德时代CTP等工艺技术的升级，以及国内财政补贴退坡，成本成为车企动力电池选择的主要考量；而磷酸铁锂凭借高安全性、高性价比的优势得以在乘用车市场快速放量，比亚迪汉、特斯拉Model3、宏光MINI等爆款车型的涌现拉动磷酸铁锂装机量逐步回升，2021年装机量大79.8GWh，占比总动力电池超51%，成功反超三元电池。
2015-2021年中国磷酸铁锂动力电池装机量及增长率
资料来源：中国汽车动力电池产业创新联盟，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国磷酸铁锂行业市场调研及投资战略规划建议报告》；
三、磷酸铁锂市场现状分析
1、产量
就我国磷酸铁锂产量情况而言，2016-2020年，我国磷酸铁锂产量较为波动，但整体呈上升态势。2020年，我国磷酸铁锂产量为14.2万吨，同比上升45.6%，2021年随着下游新能源汽车产销增长，磷酸铁锂需求装机量三元电池，整体产量大幅度扩张，达41万吨左右。预计随着新能源汽车持续增长，磷酸铁锂产量仍有较大发展空间。
2018-2021年中国磷酸铁锂产量及增长率
资料来源：公开资料整理，SMM，华经产业研究院整理
2、出货量
就我国磷酸铁锂出货量情况而言，2016-2020年，我国磷酸铁锂销量持续上升态势。2020年，我国磷酸铁锂销量为12.4万吨，同比上升40.9%。2021年以来，随着新能源汽车销量实现大幅度上升，我国磷酸铁锂出货量大幅度增长，达45万吨左右。
2018-2021年中国磷酸铁锂出货量及增长率
资料来源：GGII，华经产业研究院整理
3、产能
截止到2021年7月我国磷酸铁锂的产能总量为49.9万吨，同比增长43%，已经连续五年正增长，2021年以来，开工率逐月升高 ，2021年7月全行业平均开工率达到87%，大的厂商接近满产。整体来看，随着磷酸铁锂需求增长，整体产能快速扩张。
2016-2021年7月磷酸铁锂产能情况
资料来源：公开资料整理
4、市场价格
就磷酸铁锂市场价格变动情况而言，随着2021年磷酸铁锂下游需求量持续增长，加之上游原材料碳酸锂价格暴涨，磷酸铁锂价格表现为快速增长趋势，截至2022年3月已超过15万元每吨。目前来看，上游碳酸锂价格仍有表现出下降趋势，整体价格在短期内将维持高位。从前两个月新能源车产销情况来看，需求整体维持高位，预计2022年价格下降幅度有限。
2020-2021年中国磷酸铁锂价格走势图
资料来源：华经产业研究院整理
四、磷酸铁锂竞争格局
1、市场集中度
2021年，磷酸铁锂材料产量主要被德方纳米、湖南裕能、国轩高科、贝特瑞、湖北万润5家企业垄断，CR5占比达73%，较2020的CR5下降3pcts，磷酸铁锂材料企业产量集中度小幅度下降。主要原因是其他二线厂商铁锂产能开始放量，湖南裕能、湖北万润受益于宁德及比亚迪拉动，产量份额提升明显，其中裕能为特斯拉-宁德项目主供，江西升华进入特斯拉供应链，二线厂商开始崛起。
2021年中国磷酸铁锂市场格局占比情况
注：按产量占比
资料来源：公开资料整理
2、主要企业分析
就龙头企业德方纳米产能情况而言，截至2021德方纳米产能12万吨，3万吨技改增量。此外亿纬锂能合资10万吨、宁德时代合资8万吨预计分别于2022年Q2、Q3投产，预计2022年年底公司产能可达33万吨，叠加规划44万吨锰铁锂产能2023-2024年投产，总产能规划达77万吨。
2018-2022年德方纳米产能及预测
资料来源：德方纳米公报，华经产业研究院整理
五、磷酸铁锂发展趋势
磷酸铁锂产业链逐步趋向于大化工体系，未来成本优势主要靠原材料自产、副产利用、自备能源、新工艺等方式构筑，垂直一体化和副产利用的公司将会有明显优势；加之铁锂属于高耗能产业，在以渣定产等政策引导下，未来工业级磷酸一胺稀缺度较高，拥有磷酸一胺产能的公司将会有显著优势，预计随着行业需求持续增长，行业市场集中度有望持续提升。
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