铁锂全球序幕拉开成本为王.pdf

此报告仅供内部客户参考 请务必阅读正文之后的免责条款部分 证券研究报告 铁锂全球序幕拉开，成本为王 2021 年 11 月 05日 评级 领先大市 评级变动 ： 维持 行业涨跌幅 比较 有色金属 0.00 0.00 36.61 沪深 300 0.00 0.00 8.92 周策 分析师 执业证书编号： S0530519020001 0731-84779582 尹盟 研究助理 相关报告 1 有色金属：新能源汽车行业 9 月报：电动车 渗透率单月新高，需求基本面持续向好 2021-10-18 2 有色金属：新能源汽车行业 8 月报：锂资源 加速上涨 2021-09-14 3 有色金属：新能源汽车行业 7 月报：新能源 汽车产销保持高速增长，中游需求旺盛 2021-07-28 重点股票 2020E 2021E 2022E 评级 EPS PE EPS PE EPS PE 德方纳米 4.3 140 9.3 65 13.4 45 推荐 资料来源： iFind， 财信 证券 投资要点： 磷酸铁锂装机超三元，中长期占比有望达 35%： 随着补贴的不断退坡， 电池厂商面临降本的压力，磷酸铁锂电池的性价比凸显，带动其装机 量的回潮 ， 装机占比从 2020 年 2 月的 13提升至 2021 年 9 月的 60.8 。 我们预计，在电池技术路线没有重大突破的情况下，磷酸铁 锂将长期保持成本优势，随着以特斯拉为代表的众多车企选择磷酸铁 锂电池进行配套， 预计 2025 年中国磷酸铁锂装机量占比将在 60%， 而海外也将达到 20%，预计全球磷酸铁锂中长期渗透率有望达 35%。 需求持续旺盛，远期供给不构成瓶颈： 我们认为储能电池的放量和海 外动力电池的装机将是推动磷酸铁锂电池需求的重要推动力 ，我们预 计到 2025 年 LFP 需求将达到 216 万吨。供给端来看，行业整体扩产 力度较大，且不乏化工企业跨界进入磷酸铁锂材料的生产环节，供需 平衡表显示供给或偏松，我们提示注意名义产能与实际产能以及最终 产量之间的差异，考虑磷酸铁锂产线 1年的建设周期，考虑产线的建 成到试生产再逐渐爬至满产均需要时间，由于新增产能较多，未来 1-2 年内实际产量或低于名义产能。此外，对于化工企业的跨界切入来说， 投产和达产的节奏亦需博弈。 成本为王，化工企业入局 ： 磷酸铁锂的制备工艺已经相对成熟，各厂 家性能接近的材料售价也趋同。随着制备壁垒的不 断攻克，下游需求 的不断提升以及供给端的不断释放，我们预计磷酸铁锂未来或更多表 现出商品的属性，而淡化由制造壁垒带来的产品溢价。在这一过程中， 磷酸铁锂材料厂家的成本管控能力是其超额收益的来源 ， 原材料端的 布局能有效降低磷酸铁锂的成本。 铁源端：钛白粉副产物硫酸亚铁可 以作为廉价铁源使用， 钛白粉企业纷纷跨界进入磷酸铁前驱体领域， 通过副产物的废物利用创造更多的经济效益。 磷源： 若以湿法萃取法 自产磷酸 将保持较大 利润留存 ， 9月后磷化工产品价格涨幅较大， 自 备 磷酸的成本优势将进一步显现。 建议关注： 建议关注磷酸铁锂需求高增下，高速成长的行业龙头德方 纳米 （ 300769.SZ） ；此外建议关注拥有资源优势跨界进入磷酸铁锂行 业的化工企业，如中核钛白 （ 002145.SZ） ，川发龙蟒 （ 002312.SZ） ， 龙蟠科技 （ 603906.SH） 等。 风险提示： 下游需求不及预期；原材料价格波动 -1% 6% 13% 20% 27% 34% 41% 2020-11 2021-03 有色金属 沪深 300 行业深度 有色金属 此报告仅供内部客户参考 -2- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 内容目录 1 磷酸铁锂电池装机超三元 . 4 1.1 渗透率不断提高，明星车型助力 . 4 1.2 中长期看，磷酸铁锂将全球 渗透率有望达 35%. 6 2 供需：需求将持续旺盛，竞争者涌现 . 8 3 铁锂电池全球序幕拉开，成本优势助力我国铁锂出海 . 9 3.1 摆脱专利桎梏，占据先发优势 . 10 3.2 成本，还是成本！ . 10 3.3 路线上，液相法物料成本低，固相法单位投资小 . 11 3.4 向上游布局发扬成本优势 . 13 3.4.1 磷酸铁：远期供给不构成瓶颈 . 13 3.4.2 铁源：钛白粉企业副产物的利用 . 15 3.4.3 磷源：磷化工企业进场 . 15 4 投资建议 . 18 图表目录 图 1：我国动力电池装机结构 . 4 图 2：我国新能源汽车销量结构（辆） . 6 图 3：我国乘用车销量结构和新能源 汽车渗透率（ 9 月） . 6 图 4： LiFePO4+C LICENSING AG 是磷酸铁锂专利权所有人的授权机构 . 9 图 5：各厂家磷酸铁锂价格接近（单位：万元） . 10 图 6：磷酸铁锂材料厂家毛利率情况 .11 图 7：磷酸铁锂的磷酸铁固相合成法 . 12 图 8：磷酸铁锂的液相法制备 . 12 图 9：德方纳米 2020 年成本结构 . 13 图 10：湖南裕能 2020 年成本结构 . 13 图 11：磷酸铁价格（元 /吨） . 14 图 12：硫酸亚铁 -磷酸氧化还原制备磷酸铁 . 14 图 13：磷酸铁物料和能源 成本结构 . 15 图 14：磷酸铁原料、单耗、能源消耗 . 15 图 15：磷矿、黄磷和磷酸涨幅 . 16 图 16：磷矿石需求结构 . 17 图 17：磷矿石供给收缩（万吨 /月） . 17 图 18：磷酸铁锂毛利水平 . 18 图 19：磷酸铁锂及主要原材料价格走势（元） . 18 表 1：磷酸铁锂电池包成本更低 . 4 表 2：磷酸铁锂电池和三元电池性能对比 . 5 表 3：磷酸铁锂渗透率测算 . 7 表 4：磷酸铁锂需求预测 . 8 表 5：供给端来看，行业整体扩产规模相对较大（不完全统计） . 8 表 6：我国磷酸铁锂主流制备路线 . 12 此报告仅供内部客户参考 -3- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 表 7：固相法和液相法物料成本测算 . 12 表 8：磷酸铁需求测算 . 13 表 9：磷酸铁扩产计划 . 13 表 10：磷酸成本拆分（以 2021 年 9 月初价计） . 16 表 11：磷化工企业在磷酸铁领域的扩产计划 . 16 此报告仅供内部客户参考 -4- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 1 磷酸铁锂电池装机超三元 1.1 渗透率不断提高，明星车型助力 补贴退坡下 LFP 性价比凸显，装机量超三元 ： 2016 年国家精准扶持政策将电池能量 密度纳入考核标准，以高能量密度，长续航里程为补贴重点，使得三元电池凭借较高的 能量密度优势迅速发展，而磷酸铁锂电池份额下滑。而随着补贴的不断退坡，电池厂商 面临降本的压力，以及磷酸铁锂电池本身性能上的改善，磷酸铁锂电池的性价比凸显， 带动其装机量的回潮，在如 五菱宏光 MINI、特斯拉 model3/y 的标准续航版、比亚迪等爆 款车型带动下 ，磷酸铁锂电池的 装机占比从 2020 年 2 月的 13提升至 2021 年 9 月的 60.8； 配套量占比从 2019 年第 1 批推荐目录的 7提升至 2021 年第 7 批的 45， 提升了 35pcts。 图 1： 我国 动力 电池装机结构 资料来源： 中国汽车动力电池产业创新联盟 ， 财信证券 表 1：磷酸铁锂电池包成本更低 三元 523 电芯 2019 年总价 LFP 电芯 2019 年总价 项目 单耗 成本 单耗 成本 单位 （ kg or 平 /kwh） （元 /kwh） （ kg or平 /kwh） （元 /kwh） 正极材料 1.6 231.2 2.3 90.9 负极材料 0.97 45.6 1.05 26.8 隔膜 19 28.5 23 34.5 电解液 1 41.0 1.3 43.6 铜箔 0.8 71.6 0.8 71.6 此报告仅供内部客户参考 -5- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 铝箔 0.7 16.8 0.7 16.8 pvdf 0.028 3.8 0.028 0.7 导电碳 0.03 1.1 0.03 4.1 其他 - 12.0 - 12.0 制造费和人工 - 75.0 - 75.0 电芯合计 - 526.5 - 375.8 模组 - 102.0 - 102.0 pack - 58.0 - 58.0 电池包合计 - 686.5 - 535.8 资料来源：高工锂电，财信证券测算 更高的电芯安全性助力 电池 系统设计轻量化： 磷酸铁锂规避了钴、镍等价格昂贵的 金属，使用地壳中丰富更高，分布更均匀的铁元素，这在价格上形成了巨大优势。此外 由于磷氧化学键更为稳固，在过充、高温状态下难以断裂而形成氧气从而与活性物质发 生反应，进而引发起火风险。在电芯层面拥有更高安全性的前提下，电池系统的设计就 得以简化。 表 2：磷酸铁锂电池和三元电池性能对比 磷酸铁锂电池 三元锂电池 单体能量密度 165Wh/kg 200Wh/kg 标准电压 3.2V 3.7V 低温性能（ -20） 50%-60% 70%-80% 最高可承受温度 800 300 充电效率 较低 较高 安全性 无有害重金属元素；氧气不易析出，安 全性高 含有害重金属元素；安全性不 如磷酸铁锂 成本 不含镍、钴等金属 含钴，成本相对较高 资料来源：钜大锂电，财信证券 CTP 技术 即 在原有的电池化学体系基础上，通过电池单体设计和电池包集成形式的 优化，将原有的单体 模组 电池包的三层结构，改进为由大电芯 /大模组构成的单体 电池包两层结构 ，这带来了系统能量密度的提升 。 宁德时代自在 2019 年推出适用于乘用车的第一代 CTP 电池技术，即电芯直接集成 到电池包，体积利用率提高 15%-20%，零部件数量减少 40%，生产效率提升了 50%，系 统成本降低 10%，冷却性能提升 10%，目前已成功上车国产特斯拉 Model 3、蔚来等多款 热销纯电动车型。宁德时代目前正在规划第二代平台化的 CTP 电池系统，计划于 2022 年 -2023 年投入市场应用，并将针对从 A00 级到 D级全系列车型推出第三代系列化的 CTP 电池系统。除了宁德时代外，蜂巢能源、比亚迪等国内动力电池头部企业纷纷加入 CTP 的研发队伍，后者大热的“刀片电池”为 CTP 技术路线中完全无模组化的代表。 在此基础上， CTC 实现从电池包到底盘，模块化更进一步，是 CTP 之后，电池降本 的最重要路径之一。 CTC 电池技术未来可以将电芯直接集成在车辆底盘上，从而实现更 高程度的集成化。按照官方的说法，相比于传统电池包， CTC 电池技术可以使体积利用 此报告仅供内部客户参考 -6- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 率提升 15%-20%，零件数量减少 40%，生产效率提升 50%并降低动力电池的制造成本。 宁德时代董事长曾毓群此前表示：宁德时代 CTC 技术将使新能源汽车成本可以直接和燃 油车竞争，乘坐空间更大，底盘通过性变好。在续航方面，由于省去了铸件的电池包， CTC 技术可最大程度降低电池包重量和空间，从而可使电动汽车的续航里程至少可以达 到 800 公里。 1.2 中长期看，磷酸铁锂 将 全球渗透率 有望 达 35% 爆款车型涌现的 A级车是新能源汽车需要攻克的阵地： 我国新能源汽车销量呈现 快 速增长的态势，但从 分级别来看 ， 渗透率较高的细分品类是 A0 级别及以下的车型 ， 这表 明新能源汽车在低端车型上基本实现了消费者的代步需求。而从我国乘用车销量结构上 来看， A级车市场是支撑我国汽车销量的中流砥柱，据乘联会的数据，我国轿车和 SUV 市场中 A级车的销量占到 50%以上，在这一部分市场，消费者 对舒适性，经济性，可靠 性有更多考量， A级车市场“高手如云”，爆款时常涌现，如轩逸、朗逸、英朗等月销量 3 万以上的车型， A级 车 市场可谓车市的一块“肥肉” 。 图 2： 我国新能源汽车销量结构 （辆） 图 3： 我国乘用车销量结构 和新能源汽车渗透率（ 9月） 资料来源： 乘联会， 财信证券 资料来源： 乘联会， 财信证券 磷酸铁锂助力汽车降本，装机份额有望维持高位： 在 A级车细分市场，消费者对新 能源汽车的续航和充电的便捷性提出了更高的要求，这对新能源汽车厂商提出了严苛的 成本控制要求，目前新能源汽车相较于传统汽车来说不具性价比的部分是电池系统，磷 酸铁锂电池价格更低，在 ctp 和刀片电池技术的加持下容量性能取得了更优的表现，将帮 助电动车抢占该部分市场，这将带动磷酸铁锂装机量的提升 。 而主机厂对磷酸铁锂电池 的接受度正在提高， 特斯拉早前的投资者会议上表示，对于标准续航版 Model 3 和 Model Y，全球范围内都在改用磷酸铁锂电池，且预计未来几年里交付量将实现年均 50%的增 长，此外大众早前表示将在其入门款的车型中搭载磷酸铁锂电池，而海外电池企业诸如 LG 新能源和 SKI 也表示将在磷酸铁锂电池技术路线上进行布局。 我们预计， 在电池技术 路线没有重大突破的情况下，磷酸铁锂将长期保持成本优势，随着以 特斯拉为代表的众 多车企选择磷酸铁锂电池进行配套，我们 预计 2025年中国磷酸铁锂装机量占比将在 60%， 0 50,000 100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000 400,000 A00级 A0级 A级 B级 C级 0% 10% 20% 30% 40% 50% 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 A0及以下 A级 B级 C级 乘用车（万辆） 新能源汽车（万辆） 渗透率 此报告仅供内部客户参考 -7- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 而海外也将达到 20%， 预计全球磷酸铁锂中长期渗透率有望达 35%。 表 3：磷酸铁锂渗透率测算 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 中国新能源汽车 (万辆 ) 355.56 551.11 771.56 1003.02 1223.69 乘用车 (万辆 ) 320.00 496.00 694.40 902.72 1101.32 商用车 (万辆 ) 35.56 55.11 77.16 100.30 122.37 LFP 系数 乘用车 0.55 0.60 0.60 0.60 0.60 LFP 系数 商用车 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 LFP 乘用车 (万辆 ) 176.00 297.60 416.64 541.63 660.79 LFP 商用车 (万辆 ) 26.67 41.33 57.87 75.23 91.78 海外新能源汽车 (万辆 ) 324.95 524.19 792.78 1135.25 1616.65 乘用车 (万辆 ) 292.46 471.77 713.50 1021.73 1454.99 商用车 (万辆 ) 32.50 52.42 79.28 113.53 161.67 LFP 系数 乘用车 0.03 0.06 0.12 0.16 0.19 LFP 系数 商用车 0.03 0.10 0.20 0.40 0.50 LFP 乘用车 (万辆 ) 8.77 28.31 85.62 163.48 276.45 LFP 商用车 (万辆 ) 0.97 5.24 15.86 45.41 80.83 LFP 乘用车总计 (万辆 ) 184.77 325.91 502.26 705.11 937.24 LFP 商用车总计 (万辆 ) 27.64 46.58 73.72 120.64 172.61 LFP 乘用车渗透率 28.65% 31.95% 33.77% 34.60% 34.48% LFP 商用车渗透率 38.57% 41.09% 44.61% 53.28% 57.16% 资料来源：乘联会，高工锂电，财信证券预测 此报告仅供内部客户参考 -8- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 2 供需：需求将持续旺盛，竞争者涌现 表 4：磷酸铁锂需求预测 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E LFP 乘用车总计 (万辆 ) 184.77 325.91 502.26 705.11 937.24 LFP 商用车总计 (万辆 ) 27.64 46.58 73.72 120.64 172.61 乘用车带电量 (Kwh) 50 51 53 57 60 商用车带电量 (Kwh) 150 151 153 157 160 电池需求 (Gwh) 133.85 236.54 378.99 591.31 838.52 全球储能 (Gwh) 29.52 37.90 53.40 74.52 100.93 全球电动自行车 (Gwh) 16.51 21.80 26.37 34.81 45.95 合计 (Gwh) 179.88 296.23 458.77 700.64 985.40 LFP 需求 (万吨 ) 39.57 65.17 100.93 154.14 216.79 资料来源：高工锂电，财信证券预测 磷酸铁锂电池下游主要是动力电池，储能电池和电动自行车领域，我们认为储能电 池的放量和海外动力电池的装机将是推动磷酸铁锂电池需求的重要推动力，我们预期到 2025 年国内新能源乘用车市场磷酸铁锂渗透率将达到 60%，而海外也将有近 20%的占比。 我们预计到 2025 年 LFP 需求将达到 216 万吨。 表 5： 供给端来看，行业整体扩产 规模相对较大 （不完全统计） 企业 2021E 2022E 2023E 远期 德方纳米 12 21 35 湖南裕能 7 13 19 规划贵州 30 万吨 +云南 35 万吨 龙佰集团 5 10 20 湖北万润 3 8 13 安达科技 4 14 19 规划 2025 产能达 30 万吨 江西升华 6.2 12.2 12.2 远期规划 25 万吨，其中一期 6万吨 龙蟠科技 5.7 12.7 12.7 丰元股份 1 1 6 国轩高科 3 4.5 9.5 重庆特瑞 5 6 7 泰丰先行 2 2 2 中核钛白（甘肃东方钛业） 0 0 10 远期规划 50 万吨 天赐材料 2.5 2.5 2.5 江西智锂 3 3 3 北大先行 1.4 1.4 1.4 江西金锂 1.8 3 3 海螺创业 0 5 10 远期规划 50 万吨 司尔特 0 1 3 规划 5万吨 年底名义产能合计 62.6 120.3 188.3 资料来源：公司公告、百川盈孚，财信证券 供给端来看， 行业整体扩产力度较大，且不乏化工企业跨界进入磷酸铁锂 材料的生 产环节，供需平衡表显示供给或偏松，但我们提示注意名义产能与实际产能以及最终产 此报告仅供内部客户参考 -9- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 量之间的差异 ，考虑磷酸铁锂产线 1 年的建设周期，考虑产线的建成到试生产再逐渐爬 至满产均需要时间，由于新增产能较多，未来 1-2 年内实际产量或低于名义产能。此外， 对于化工企业的跨界切入来说，投产和达产的节奏亦需博弈。 3 铁锂电池全球序幕拉开， 成本优势助力 我国 铁锂 出海 磷酸铁锂材料面世已久 。据微信公众号汽车电子设计， 磷酸铁锂正极材料发明人为 美国德克萨斯大学的 John B.Goodenough 教授， Goodenough 教授 1997 年申请美国专利 US5910382，专利申请获批准的时间是 1999年；在 2003年又得到了美国专利 US6514640。 法国锂电科学家 Michel Armand 提出了用 1%的碳对磷酸铁锂进行包覆，有效解决了磷酸 铁 锂材料导电性的问题。经过包碳之后，具有较好的导电性能，让磷酸铁锂电池从实验 室走向市场。德州大学随后将磷酸铁锂专利独家授权给加拿大魁北克公共事业水力公司 （ Hydro-Quebec， H-Q）， H-Q 又将磷酸铁锂的独家商业授权给其转投资子公司 Phostech Lithium 公司。 HQ 主要具备这两个磷酸铁锂的基础专利。 我们认为 核心专利将在 2021-2023 年到期，海外就存在大规模上量的可能性。 而面对海外电池制造商和材料厂商 对 LFP 材料的布局，我国磷酸铁锂生产企业将占据优势。 图 4： LiFePO4+C LICENS ING AG是磷酸铁锂专利权所有人的授权机构 资料来源： 汽车电子设计 ， 财信证券 此报告仅供内部客户参考 -10- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 3.1 摆脱专利桎梏， 占据先发优势 国内磷酸铁锂的发展， 很大程度上是因为外方磷酸铁锂核心专利被宣告无效，我国 电池产业链至此摆脱了专利的桎梏 。 据中国网报道， 2003 年 3 月，加拿大魁北克水电公 司等专利权利人的磷酸铁锂专利以申请号为 PCT/CA2001/001349 的国际申请为基础进入 中国，向中国国家知识产权局提出发明专利申请，专利名称为 “ 控制尺寸的涂敷碳的氧 化还原材料的合成方法”，并于 2008 年 9 月获得授权 (授权公告号 CN 100421289C)。专 利共 125 项权利要求，覆盖了包括磷酸铁锂等多种正极材料及其主要制造技术，是一个 典型的 “ 超级圈地型专利”。 2010 年 8 月，中国电池工业协会针对 上述 专利向国家专利复 审委员会提出无效请求。 工作组经过从技术、法律方面对该专利文件所存在问题和缺陷 的挖掘，最终形成了 “ 专利不具有新颖性”、 “ 专利技术缺乏创造性”、 “ 专利文件修改超 范围 ”、 “ 专利权利要求得不到说明书支持”等 7 大方面的无效理由，认定该专利不符合 专利法和专利法实施细则多个条款的规定 ，做出了无效裁决 。 我国磷酸铁锂产业链摆脱 了高昂专利费的桎梏。 3.2 成本，还是成本！ 图 5： 各厂家磷酸铁锂价格接近 （单位：万元） 资料来源： 中国化学与物理电源协会， 财信证券 磷酸铁锂的制备工艺已经相对成熟，各厂家性能接近的材料售价也趋同 ，但如高倍 率型、低温型高端产品仍有溢价。 随着 制备壁垒的不断攻克， 下游需求的不断提升 以及 供给端的不断释放， 我们预计磷酸铁锂未来或更多表现出商品的属性， 而淡化由制造壁 垒带来的产品溢价。在这一过程中，磷酸铁锂材料厂家的成本管控能力是其超额收益的 来源。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 21 -10 -29 20 21 -10 -15 20 21 -10 -01 20 21 -09 -17 20 21 -09 -03 20 21 -08 -20 20 21 -08 -06 20 21 -07 -23 20 21 -07 -09 20 21 -06 -25 20 21 -06 -11 20 21 -05 -28 20 21 -05 -14 20 21 -04 -30 20 21 -04 -16 20 21 -04 -01 20 21 -03 -18 20 21 -03 -04 20 21 -02 -19 20 21 -01 -29 20 21 -01 -15 20 21 -01 -01 20 20 -12 -18 20 20 -12 -04 20 20 -11 -20 20 20 -11 -06 20 20 -10 -23 20 20 -10 -09 (克容 145,压实 2.5)贝特瑞 (克容 145,压实 2.45)德方纳米 (克容 145,压实 2.6)安达科技 (克容 143,压实 2.45)贝特瑞 此报告仅供内部客户参考 -11- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 图 6： 磷酸铁锂材料厂家毛利率情况 资料来源： iFind， 财信证券 国内的磷酸铁锂厂商中，德方纳米独有的自蒸发液相法技术和优秀的客 户结构保持了行业内较高的毛利率 。 而湖南裕能 采用的高温固相法工艺路线， 在高压实密度性能方面具备天然优势，同时兼顾了高容量、高稳定性等性能， 公司技术和产品性能获得了客户的广泛认可，产品销售价格具备一定的优势 ， 此外公司基地布局在电力和人工成本更低的 湖南省湘潭市、广西省百色市和 四川省遂宁市 ，也保持了行业内领先的毛利率水平。 3.3 路线上，液相法物料成本低，固相法单位投资小 （ 1） 技术路线 多样 ， 固相易于推广，液相 物料 成本更低 ： 固相法 -磷酸铁是我国铁锂制备工艺的主流： 从技术路线上来看， 目前 我国 工业上 磷酸铁锂合成路线包括高温固相法 和 液相法。固相法 通过将铁源、 磷源和锂源按比例研磨混合，在高温下烧结反应得到磷酸铁锂，固相法 工艺 简单，路线相对成熟 ，因此目前应用较为广泛 ，但 其缺点是原材料 混合 不均 匀，化学反应产物颗粒较大，粒度分布范围宽，产品批次一致性较差，对产 品导电性、安全性等产生不利影响 。 而固相法 根据 铁源的不同 又可 分为三种 技术路线， 分别为草酸亚铁 -固相法、氧化铁红 -固相法和磷酸铁 -固相法。 其 中 磷酸铁 -固相法路线生产过程没有氨气产生，过程烧失量较小，已经成为了 国内主流工艺 。 液相法通过水热 /溶剂热的方式使原材料在微观层面上的混合， 以此烧结 得到的材料 能获得更 好的均一性，且得到材料的粒径更小， 此外材料能获得 更好的低温性能和循环性能， 且生产成本更低 。 但其缺点 在于 需要高温高压 设备，设备造价高，工艺复杂。 此外，盐湖提取磷酸锂进一步 作为锂源和磷源用以制备磷酸铁锂也是可 行的路径， 富临精工 做了初步的探索，公司 已经与 青海恒信融锂业科技有限 公司 签订协议，包销其 未来五年磷酸锂的产量 。 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 2018 2019 2020 2021H1 德方纳米 湖南裕能 贝特瑞 丰元股份 此报告仅供内部客户参考 -12- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 图 7： 磷酸铁锂的磷酸铁固相合成法 图 8： 磷酸铁锂的液相法制备 资料来源： 湖南裕能招股说明书， 财信证券 资料来源： 德方纳米招股说明书， 财信证券 表 6： 我国磷酸铁锂主流制备路线 合成路线 铁源 优点 缺点 代表企业 固相法 磷酸铁 工艺简单，便 于推广 没有氨气生成，烧失量低 物料混合不均，前驱体要求高 湖南裕能、安达科技 草酸亚铁 高压实密度 设备腐蚀，具备一定危险性 江西升华（富临精工） 氧化铁红 易加工 容量性能较差 早期 VALENCE 液相法 硝酸铁 原料均相混合， 均一性好， 低温性能好，循环性好，生产成本低 设备造价高 德方纳米 资料来源： CNKI，财信证券 成本上， 我们假设碳酸锂 15 万 ，工业磷酸 0.9 万元 的价格，即使考虑固 相法 磷酸 铁的自产 ， 我们测算 液相法 目前 更具优势 。若考虑目前磷酸铁 2.4 万元 /吨的均价，则相较于外购磷酸铁生产磷酸铁锂，液相法的成本优势 或 将 进一步拉大。 但是在单位投资额上固相法相对较低， 液相法单万吨投资额约 为 2 亿元人民币，而固相法单万吨投资约为 1 亿元。 表 7：固相法和液相法物料成本测算 液相法 固相法 原料 单耗（吨 /吨） 单价（元 /吨） 成本（元 /吨） 原料 单耗（吨 /吨） 单价（元 /吨） 成本（元 /吨） 磷酸二氢铵 0.72 5500 3960.73 硫酸 0.67 880 591.80 铁 0.35 5000 1749.33 铁 0.37 5000 1862.50 碳酸锂 0.23 150000 34710.00 工业磷酸 0.76 9000 6840.00 硝酸（ 68%） 0.10 3000 296.00 双氧水 0.37 1256 464.72 蔗糖 0.03 5579 160.30 碳酸锂 0.24 150000 35670.00 液氮 0.08 1250 100.00 葡萄糖 0.10 4500 433.80 水 1.61 6.1 9.81 水 3.05 6.1 18.58 氮气 0.22 1250 272.00 合计 40986.18 合计 46153.4 资料来源：各公司环评报告，财信证券测算 此报告仅供内部客户参考 -13- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 图 9： 德方纳米 2020年成本结构 图 10： 湖南裕能 2020 年成本结构 资料来源： 公司公告， 财信证券 资料来源： 湖南裕能招股说明书， 财信证券 在成本结构方面，固相法和液相法成本结构类似， 2020 年的直接材料占 比在 72%-75%之间。因此 原材料端的布局能有效降低磷酸铁锂的成本。 3.4 向上游 布局发扬成本优势 3.4.1 磷酸铁 ： 远 期供给不构成瓶颈 我们前面提到，以磷酸铁为前驱体的固相法是合成磷酸铁锂的主流制备路径，我们 假设未来 80%磷酸铁锂材料通过此方法制备，以单耗 0.95 来计算，预计 2025 年磷酸铁 需求将在 165 万吨的水平。而 2021 年以来，下游磷酸铁锂需求 超预期旺盛，这让 磷酸铁 前驱体市场变得紧俏， 同时在成本端的推动下，磷酸铁 价格走高。 考虑磷酸铁在物料成 本中占比较高，对于上游磷铁资源的布局将对生产销售磷酸铁锂材料利润留存起到帮助。 在此目的的驱动下，化工企业横向进入磷酸铁领域进行布局，我们预测磷酸铁短期紧平 衡， 远 期供给不构成瓶颈。 表 8：磷酸铁需求测算 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 磷酸铁锂电池需求（ Gwh） 179.88 296.23 458.77 700.64 985.40 磷酸铁锂材料需求（万吨） 39.57 65.17 100.93 154.14 216.79 磷酸铁材料需求（万吨） 30.08 49.53 76.71 117.15 164.76 资料来源：高工锂电，财信证券测算 2021 年四季度随着磷酸铁供给的进一步释放，磷酸价格的回落，磷酸铁价格 同步调 整，需求端稳定增长，将支撑磷酸铁价格不大幅下跌。 表 9： 磷酸铁扩产计划 公司 新增产能 投产进度 宁夏百川 2万磷酸铁 2021-2022年 贵州安达 3万磷酸铁 2021-2022年 广东光华 1万磷酸铁 2021-2022年 湖南雅城 1万磷酸铁 2021-2022年 直接材料 72% 直接人工 5% 制造费用 23% 直接材料 75% 直接人工 3% 制造费用 9% 燃料动力 10% 运输费 3% 此报告仅供内部客户参考 -14- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 铜陵纳源 2万磷酸铁 2021-2022年 中核钛白 50 万磷酸铁 2021年一阶段 10 万吨 /年磷酸铁建设周期 24 个月，二阶段 40 万吨 /年磷酸铁建设周期 36 个月 云翔聚能 3万磷酸铁 2021 年 9月开始投产 司尔特 10 万吨磷酸铁 一期年产 4万吨，二期年产 6万吨 龙佰集团 10 万吨磷酸铁 与湖北万润新能源成立合资公司建设，时间未确定 佰利新能 20 万吨磷酸铁 湖南裕能 30+35 万吨磷酸铁 资料来源： 百川盈孚， 财信证券 图 11： 磷酸铁价格（元 /吨） 资料来源： 百川资讯， 财信证券 磷酸铁 工艺路线主要有两种，一种是磷酸亚铁 -磷酸氧化还原法，其优点是工艺相对 成熟，成本低，产品质量好。另一种是硫酸亚铁 -磷酸二铵合成法，其规避了危化品磷酸 的运输造成的安全性问题，但其生产中有氨气溢出，生产过程中需要特殊催化剂。 图 12： 硫酸亚铁 -磷酸氧化还原制备磷酸铁 资料来源： 赤峰开瑞科技有限公司环评报告， 财信证券 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 此报告仅供内部客户参考 -15- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 磷酸铁制备门槛不高，比拼成本管控 ： 磷酸铁锂 电池装机持续超预期，叠加海外动力 +储能未来的装机预期 ， 带动磷酸铁前 驱体需求旺盛，化工企业纷纷布局磷酸铁前驱体生产，磷酸铁的制备本身门槛不高，因 此磷酸铁商品属性较强，竞争者比拼的多是成本管控能力。我们以一家 0 价铁路线制备 磷酸锂的企业进行成本拆分，以 9 月初的价格来计算，在物料和能源的成本结构中，工 业磷酸的占比已经达到了 47%，而纯铁的成本占比约 13%。 因而对磷、铁资源进行布局 将有助于降低磷酸铁的成本。 图 13： 磷酸铁物料和能源成本结构 图 14： 磷酸铁原料、单耗、能源消耗 资料来源： 赤峰开瑞科技环评报告， 财信证券 测算 资料来源： 赤峰开瑞科技环评报告， 财信证券 3.4.2 铁源： 钛白粉企业副产物的利用 硫酸亚铁是制备磷酸铁的铁源，而硫酸亚铁是钛白粉企业生产钛白粉产生的副产物， 生产 1 吨钛白粉约生成 4 吨七水硫酸亚铁，后者往常作为固废被堆砌。根据安纳达环评 报告，生产 1 吨磷酸铁约消耗七水硫酸亚铁 1.5 吨，约节约 1700 左右的用铁成本。因此， 钛白粉企业纷纷跨界进入磷酸铁前驱体领域，通过副产物的废物利用创造更多的经济效 益。 龙佰集团 表示， 子公司河南佰利新能源在焦作市中站区规划建设 20万吨磷酸铁项目， 同时与湖北万润合作规划建设 10 万吨磷酸铁项目，合计建设 30 万吨磷酸铁项目。 此外， 中核钛白在投资者互动平台表示，公 司年产 50 万吨磷酸铁锂项目已取得环评批复 ， 一期 建设内容为：年产 50 万吨磷酸铁及年产 10 万吨磷酸铁锂。 其中 铵法制备磷酸铁，固相 法制备磷酸铁锂。 3.4.3 磷源：磷化工企业进场 根据赤峰开瑞科技的环评报告， 自产磷酸铁的过程中，工业磷酸的单耗是 0.76 吨 / 吨磷酸铁锂，以 9000 元 /吨的市场价来计算，对应磷源的价格 6840 元。而若 以湿法萃取 法 自产磷酸， 以 620 元 /吨的磷精矿价格，磷酸 成本则为 4863 元 /吨 。自产磷酸将对磷源 磷酸 47% 氨水 24% 纯铁 13% 双氧水 2% 浓硫酸 4% 水 0% 电 10% 此报告仅供内部客户参考 -16- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 存在 约 2000 元的利润留存 （特别指出的是，湿法萃取生产磷酸的成本更低，若以热法生 产磷酸则磷源成本优势将被缩小）。而 9 月后，受下游需求旺盛和供给端受限电影响，磷 化工产品价格涨幅较大，湿法 制备磷酸的成本优势将进一步显现。 表 10： 磷酸成本拆分（以 2021 年 9月初价计） 湿法磷酸 材料 单耗 （吨、 Kwh/吨） 单价 （元 /吨） 合计 （元） 热法磷酸 材料 单耗 （吨、 Kwh/吨） 单价 （元 /吨） 合计 （元） 磷精矿 3.65 620 2263 黄磷 0.24 28000 6720 硫酸 2.65 795 2106.75 清水 0.15 6.14 0.921 水 71 6.14 435.94 电 120 0.64 76.8 电 90 0.64 57.6 合计 4863.29 6797.721 资料来源： 各项目环评报告， 财信证券 表 11：磷化工企业在磷酸铁领域的扩产计划 公司 磷酸铁规划 （万吨） 备注 川发龙蟒 10 1.拟投建 10 万吨锂离子电池正极材料磷酸铁及磷酸铁锂项目； 2.公司系国内最大的工 业磷铵生产企业，公司工业磷铵已作为磷酸铁锂电池正极材料前驱体原料对外销售 川恒股份 60 1.公司 10 万吨 /年磷酸铁项目已完成立项备案 。 2.与国轩高科合作建设不低于 50 万吨 磷酸铁产能 新洋丰 20 拟投建 20 万吨磷酸铁产能，一期 5万吨将于 2022 年 2月投产 云图控股 35 年产 35 万吨电池级磷酸铁及相关配套项目 资料来源：公司公告，投资者互动平台，财信证券 图 15： 磷矿、黄磷和磷酸涨幅 资料来源： iFind， 财信证券 -50% 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 350% 20 20 -06 20 20 -07 20 20 -08