磷酸铁行业专题报告：LFP需求激增推动“湿法磷酸-磷酸铁”产业景气度.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 行业 研究 Page 1 证券研究报告 深度报告 基础化工 Table_IndustryInfo 磷酸铁行业专题报告 超配 （维持评级） 2021 年 11 月 11 日 一年该行业与 上证综指 走势比较 行业专题 LFP 需求激增推动“湿法磷酸 -磷酸铁”产业景气度 磷酸铁锂正极安全性高，性价比突出，渗透率激增 磷酸铁锂电池由于在能量密度、耐低温等方面取得突破，在性价比、安 全性方便更具优势，我们预计新能源汽车 2025 年全球销量超 2000 万辆， 国内超 750 万辆。据我们测算， 2025 年全球锂电池需求将达 1790GWh， 磷酸铁锂需求约 710GWh，乐观预期对磷酸铁需求约 122 万吨。 2021-2022 年磷酸铁锂 -磷酸铁供需紧平衡， 2023 年以后供需紧张将逐 步缓解，长期看磷酸铁锂 -磷酸铁环节产能将过剩。 成本为王：磷酸铁路线制备磷酸铁锂将成为主流工艺 磷酸铁锂正极材料（ LFP）生产工艺路线包括四种：水热法工艺路线、 草酸亚铁工艺路线、氧化铁工艺路线和磷酸铁工艺路线。磷酸铁路线以 相较更低的成本、更优良的性价比而成为制备磷酸铁锂的主流工艺。磷 酸铁前驱体主流工艺包括两种： “铁块 +磷酸 ”、 “硫酸亚铁 +磷酸一铵 ”路线。 目前热法磷酸在国内磷酸市场占主导地位，但净化湿法磷酸生产 1 吨 100%P2O5 产品单耗较传统热法磷酸的标煤少 1.21 吨，约为热法磷酸能 耗的 1/3，湿法净化磷酸工艺可大大节约能耗且经济效益显著，未来湿法 磷酸在我国磷酸行业中的产能占比有望持续攀升。 此外，湿法生产工业 级磷酸一铵的方式 优点也十分众多。 而净化湿法磷酸技术难度高，且副 产物磷石膏问题难以解决，是磷酸铁企业普遍面临的问题， 我们认为具 备“矿电磷铁一体化”的磷酸铁生产企业将拥有核心竞争优势，我们看 好具备成熟净化湿法磷酸技术的企业。 具备 “矿电磷铁一体化 ”的磷酸铁生产企业将拥有核心竞争优势 磷酸铁生产企业分为四类： 1）磷酸铁锂正极生产企业纵向布局上游； 2） 磷化工企业配套磷源； 3）钛白粉企业配套铁源； 4）配置协同产业的锂 电材料企业。从成本角度看，磷源、铁源成本占比约 50%、 10%，单吨 磷酸铁耗电约 6000KWh，具备 “矿电磷铁一体化 ”的 磷酸铁生产企业将拥 有核心成本竞争优势。其中 1）原材料端成本优势排序：磷源、铁源自备 优于磷源自备优于铁源自备优于纯加工。 2）能源动力端成本排序：自备 电源（拥有水电、火电厂）优于低电价省份优于高电价省份。 2021 年磷 酸铁锂正极需求爆发，磷酸铁前驱体供不应求。伴随各企业纷纷进入并 扩产，未来磷酸铁产品格局将从“精细化”迈向“大宗化”。 投资建议 我们看好 “ 双碳 ” 背景下，新能源汽车需求在未来 5-10 年保持高速增长。 我们看好磷酸铁锂渗透率将长期高于三元电池渗透率。我们看好具备 “ 磷 矿 -磷酸 -磷酸盐 -磷酸铁一体化 ” 资源与成 本优势的磷化工企业，建议关 注 云天化、云图控股、川发龙蟒、 川金诺、 中毅达、兴发集团、湖北宜 化 等企业。 风险提示 原材料价格大幅上涨；市场竞争加剧；新能源汽车政策变化不及预期。 相关研究报告： 化工行业周报：三氯蔗糖、萤石存在上涨预 期，轮胎行业持续涨价 2021-11-05 化工行业 11 月投资策略：看好三氯氢硅、甜 味剂和草甘膦行业景气度 2021-10-31 化工行业周报：化工的反弹方向 2021-10-22 化工行业周报：化工行业景气度仍将较长时 间持续 2021-10-15 国信证券 -能耗双控专题报告 -能耗双控对化 工行业影响分析 2021-10-10 证券分析师：杨林 电话： 010-88005379 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120002 证券分析师：薛聪 E-MAIL： 证券投资咨询执业资格证书编码： S0980520120001 联系人：张玮航 电话： 021-61761041 E-MAIL： 联系人：曹熠 E-MAIL： 独立性声明： 作者保证报告所采用的数据均来自合规渠 道，分析逻辑基于本人的职业理解，通过合 理判断并得出结论，力求客观、公正，其结 论不受其它任何第三方的授意、影响，特此 声明 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 N/20 J/21 M/21 M/21 J/21 S/21 上证综指 基础化工 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 2 投资摘要 关键结论与投资建议 1） 我们预测到 2025 年，新能源汽车全球销量将超过 2000 万辆，国内超 750 万辆 。 对应测算， 2025年全球锂电池需求 1790GWh，磷酸铁锂需求约 710GWh， 其中 动力电池对磷酸铁锂的需求有望从 2020 年的 46GWh 增至 2025 年的 469GWh，渗透率达到 37%；储能电池对磷酸铁锂的需求有望达到 133GWh， 渗透率为 60%。按照 0.25 万吨 /GWh 磷酸铁锂单耗测算， 2025 年磷酸铁锂正 极材料需求量有望达到 180 万吨。 2） 按各公司公告、环评报告等数据，我们预计 2021-2025 年磷酸铁锂正极材 料产能分别为 81.1、 152.6、 387.2、 420.0、 450.5 万吨，对应缺口分别为 -1.3、 27.6、 67.1、 261.9、 240.2 万吨。 3）按各公司公告、环评报告等数据，我们预计 2021-2025 年磷酸铁材料产能 分别为 56.0、 164.0、 284.0、 482.0、 510.5 万吨， 在乐观、中性、悲观三种假 设下， 2025 年全球磷酸铁材料需求量分别达到 122、 99、 76 万吨。 按照乐观 的磷酸铁需求预测，对应缺口分别为 -4.5、 19.6、 105.8、 208.8、 359.7 万吨。 4） 我们预计 2021-2022 年磷酸铁锂 -磷酸铁供需紧平衡， 2023 年以后供需紧 张将逐步缓解，长期看磷酸铁锂 -磷酸铁环节 产能将过剩。 5） 磷酸铁制备磷酸铁锂将成主流工艺，“矿电磷铁一体化”的企业具备成本优 势 ：磷酸铁路线以更低的成本、更优良的性价比 有望 成为制备磷酸铁锂的主流 工艺。 磷酸铁前驱体主流工艺包括两种： “铁块 +磷酸 ”、 “硫酸亚铁 +磷酸一铵 ” 路线。相较于磷酸一铵，磷酸对磷资源有效利用率更高，成本相对更低。磷酸 生产 路线包括热法磷酸 和 净化湿法磷酸，净化湿法磷酸生产 1 吨 100%P2O5产 品 的标煤 单耗较热法磷酸的 少 1.21 吨， 能耗 约为热法磷酸的 1/3，因此湿法净 化磷酸工艺可大大节约能耗且经济效益显著，在成本为王的红海中，未来湿法 磷酸在我国磷酸行业中的产能占比有望持续攀升。但净化湿法磷酸技术难度高， 且副产物磷石膏问题难以解决，是磷酸铁企业普遍面临的问题，我们认为具备 “矿电磷铁一体化 ”的磷酸铁生产企业将拥有核心竞争优势，我们看好具备成熟净 化湿法磷酸技术的企业。 核心假设或逻辑 第一， 我们看好 “双碳 ”背景下，新能源汽车需求在未来 5-10 年保持高速增长。 第二， 我们认为磷酸铁锂渗透率将长期高于三元电池渗透率。 第三 ， 我们认为 具备 “矿电磷铁一体化 ”的磷酸铁生产企 业将拥有核心成本竞争优 势。其中（ 1）原材料端成本优势排序：磷源、铁源自备优于磷源自备优于铁源 自备优于纯加工。（ 2）能源动力端成本排序：自备电源（拥有水电、火电厂） 优于低电价省份优于高电价省份。 股价变化的催化因素 新能源汽车需求与渗透率快速增长、磷酸铁锂电池需求与渗透率快速增长。 核心假设或逻辑的主要风险 原材料价格大幅上涨，使公司产品毛利率下降、盈利能力下降；市场竞争加剧 导致企业盈利能力不达预期；全球、国内新能源汽车政策变化不及预期等。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 3 内容目录 正极材料：路线由能量密度、性价比共同驱动 . 6 正极材料决定锂电性能，能量密度和安全性是核心考量 . 6 现阶段磷酸铁锂正极更具性价比 . 7 全球 “双碳 ”加速汽车电动化，新能源汽车消费驱动主导 . 7 锂电池正极材料复盘，三元材料与铁锂材料的四个阶段竞争： . 8 LFP 正极优势：安全性高、能量密度提升，性价比突出、渗透率激增 . 10 新能源汽车销量预测： 2025 年全球超 2000 万辆，国内超 750 万辆 .11 LFP 需求测算： 2025 年全球锂电池需求 1790GWh，磷酸铁锂需求约 710GWh， 乐观预期磷酸铁需求约 122 万吨 .11 LFP 供给预测： 2021-2022 年磷酸铁锂 -磷酸铁供给紧平衡， 2023 年以后供需紧张 将逐步缓解，长期看磷酸铁锂 -磷酸铁环节产能大幅过剩 . 13 磷酸铁：磷酸铁工艺是未来 LFP 主流生产路线 . 14 两种磷酸铁前驱体主流工艺： “铁块 +磷酸 ”、 “硫酸亚铁 +磷酸一铵 ”. 16 磷酸铁产品格局将从 “精细 ”迈向 “大宗化 ”，看好具备 “矿电磷铁一体化 ”的磷酸铁生 产 企业将拥有核心竞争优势 . 19 湿法净化磷酸：经济效益显著，有望成为未来磷酸主流工艺 . 19 我国湿法磷酸的产能占比有望持续攀升 . 19 湿法净化磷酸工艺可大大节约能耗且经济效益显著 . 21 推广湿法磷酸工艺经济效益更佳，副产物磷石膏问题仍待解决 . 23 工业级磷酸一铵：湿法生产工业级磷酸一铵的方式优点众多 . 28 风险提示 . 31 国信证券投资评级 . 33 分析师承诺 . 33 风险提示 . 33 证券投资咨询业务的说明 . 33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 图 表 目录 图 1：常见锂电池正极材料的三种结构 . 6 图 2：国内锂电正极材料产量（万吨） . 7 图 3：国内锂电正极材料产量结构占比 . 7 图 4：中国新能源汽车产量、销量和渗透率（辆， %） . 8 图 5：国内锂电池价格变动趋势（元 /Wh） . 8 图 6： 2020 年国内销量最高十款电动车车型（辆） . 8 图 7：国内 LFP 正极材料出货量和增速（万吨、 %） . 9 图 8：国内 NCM 正极材料出货量和增速（万吨、 %） . 9 图 9：国内新能源商用车和乘用车销量（万辆） . 9 图 10：单吨正极材料所需的原材料质量拆分（吨 /吨） . 10 图 11：单吨正极材料所需原材料成本测算（万元 /吨） . 10 图 12：全球储能市场电池需求（ GWh） . 10 图 13：国内二轮电动车中锂电和铅蓄电池渗透率 . 10 图 14：全球新能源乘用车销量和预测（万辆） . 11 图 15：全球新能源乘用车销量占比结构预测 . 11 图 16：磷酸铁与磷酸铁锂结构式示意 . 15 图 17：磷酸铁锂充电与放电过程示意 . 15 图 18：磷酸铁锂生产工艺分类 . 16 图 19：不同企业制备磷酸铁路线（铁块 +磷酸、硫酸亚铁 +磷酸一铵工艺） . 17 图 20： 铵法制备磷酸铁工艺流程 . 17 图 21： 钠法制备磷酸铁工艺流程 . 18 图 22：磷酸铁成本占比情况 . 18 图 23：磷酸铁锂正极材料成本构成结构 . 18 图 24： 2021 年磷酸下游产品占比 . 20 图 25：供给侧改革下，近年来我国磷酸产能逐渐减少 . 20 图 26：磷酸制备工艺流程简图 . 20 图 27：磷酸生产工艺及来源可主要分为热法及湿法两种 . 21 图 28：湿法磷酸逐渐替代热法磷酸 . 22 图 29：热法磷酸产能下降导致磷酸总产能逐渐下降 . 22 图 30：二水法生产磷酸工艺流程图 . 23 图 31：半水 -二水法生产磷酸工艺流程 . 23 图 32：一种湿法净化磷酸制备工艺流程简图 . 24 图 33：磷石膏主要用作水泥缓蚀剂 . 25 图 34：磷石膏综合利用率不断提高 . 25 图 35：我国磷酸主要用于生产磷肥 . 27 图 36： 2021 年三季度，我国磷酸开工率不及同期水平 . 27 图 37：国内磷酸市场价格走势 . 28 图 38：大型磷化工项目磷的阶梯级利用思路 . 29 图 39：两步法生产工业级磷酸一铵工艺流程 . 29 图 40：湿法磷酸为原料生产工业级磷酸一铵主要生产工艺流程 . 30 图 41：国内工业级、农业级磷酸一铵市场价格走势 . 31 表 1：常见锂离子电池正极材料及性能 . 6 表 2：乘用车 2020 与 2019 切换后补贴政策对比 . 9 表 3：锂电池和铅蓄电池性能对比 . 11 表 4：全球新能源锂电池需求结构预测表（ GWh） . 12 表 5：磷酸铁锂正极材料产能供给预测表（万吨） . 13 表 6：磷酸铁材料产能供给预测表（万吨） . 14 表 7：磷酸铁锂四种元素的来源原料 . 15 表 8：常见四种磷酸铁锂制备工艺的特点：磷酸铁工艺路线将成为主流路线 . 15 表 9：净化湿法磷酸与热法磷酸能耗对比表（以生产 1t P2O5 计） . 22 表 10：湿法磷酸净化工艺种类及特点 . 24 表 11：各国家 /公司湿法磷酸的净化工艺（有机溶剂萃取法） . 24 表 12： 各地区磷石膏相关政策 . 25 表 13：热法磷酸与湿法工业磷酸的经济效益估算对比 . 26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 5 表 14：我国磷酸产能统计（截至 2021 年 10 月） . 27 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 6 正极材料：路线由能量密度、性价比共同驱动 正极材料决定锂电性能，能量密度和安全性是核心考量 为了满足锂电池高能量密度、功率密度、较好的循环性能和可靠的安全性，正 极材料需要具备以下条件： 1）为电池充放电提供锂源； 2）提供更高的电极电 位保障输出电压高； 3）电压平台稳定保障输出电位平稳； 4）正极材料电化当 量小，保障高能量密度； 5）锂离子在材料中扩散系数高，保障高功率密度； 6） 可逆性好保障电池循环性能； 7）较高的电子和离子电导率； 8）化学稳定性好、 资源丰富、制备成本低。根据不同的技术路线，常见正极材料可以分为钴酸锂 （ LCO）、锰酸锂（ LMO）、磷酸铁锂（ LFP）、镍钴锰酸锂（ NCM）、镍钴铝酸 锂（ NCA）等。 电池能量密度与比容量、正极质量、电压成正比，与总质量成 反比。 其中，磷酸铁锂循环型和安全性好，但能量密度也较低，被广泛应用于 储能、商用车和部分低速电动车等领域。 图 1：常见锂电池正极材料的三种结构 资 料来源 : 锂离子电池基础科学问题 正极材料，国信证券研究所整理 表 1：常见锂离子电池正极材料及性能 中文名称 钴酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 镍钴锰酸锂 镍钴铝酸锂 简称 LCO LMO LFP NCM NCA 化学式 LiCoO2 LiMn2O4 LiFePO4 Li(NixCoyMnz)O2 Li(NixCoyAlz)O2 晶体结构 层状 尖晶石 橄榄石结构 层状氧化物 层状氧化物 理论密度 /g.m3 5.1 4.2 3.6 / / 振实密度 /g.cm3 2.8-3.0 2.2-2.4 0.80-1.10 2.6-2.8 2.8 压实密度 /g.cm3 3.6-4.2 3.0 2.20-2.30 3.40 3.40 理论容量 /mAh.g-1 274 148 170 273-285 274 实际容量 /mA.h.g-1 135-150 100-120 130-140 155-220 140 电芯的质量比能量 /Wh.kg-1 180-240 130-180 130-160 180-240 / 平均电压 /V 3.7 3.8 3.4 3.6 3.7 电压范围 /W 3.0-4.5 3.0-4.3 3.2-3.7 2.5-4_6 / 循环性 /次 500-1000 500-2000 2000-6000 800-2000 500-1000 环保性 钴有放射性 无毒 无毒 镍、钴有毒 镍、钴有毒 安全性能 差 良好 好 尚好 较差 适用温度 / -20-55 50 快速衰退 -20-75 -20-55 -20-55 成本 很高 低廉 低廉 较高 较高 优点 充放电稳定 生产工艺简单 锰资源丰富 价格较低 安全性能好 高安全性 价格低廉 环保长寿 电化学性能稳定 能量密度高 循环性能好 高能量密度 低温性能好 缺点 钴价格昂贵 循环寿命低 能量密度低 电解质相容性差 低温性能较差 放电电压低 部分金属钴价格昂 贵 安全性能差 生产技术门槛 高 应用领域 3C 电子产品 电动工具、电动车及 储能 电动车及储能 3C、电动车及储能 3C、电动车及 储能 资料来源：锂离子电池基础科学问题 正极材料，国信证券经济研究所整理 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 7 现阶段磷酸铁锂正极更具性价比 2019 年以来 LFP 正极市占率有所回升，目前国内外车厂都在磷酸铁锂技术领 域纷纷布局 。 不同三元材料的镍含量不同，但平均能量密度要高于 LFP 和 LCO 正极，行业初期 LFP 和 LCO 依靠成本低廉和技术成熟成为主要的锂电正极材 料， 2015 年开始伴随长续航的乘用车占比增多和补贴政策对长续航的优惠，长 续航的 NCM 占比持续提升。国内 NCM 占比从 2014 年的 30%上升至 2018 年 近 50%。 2019 年年中以来，伴随新能源汽车补贴持续退坡，以及动力电池新 技术的加持，磷酸铁锂的能量密度持续提升，成本优势逐渐显现，装车量逐渐 提升，这一迹象在 2020 年也愈加明显。 2020 年 NCM 出货量占比略有下降， LFP 占比从 22%提 升至 25%，一方面是随着补贴下降车企降本压力增大，下游 车企推出多款铁锂电池爆款车型，另一方面安全意识提升、刀片电池技术提升， 再加上电动车和储能等小动力市场需求和出口增加，带动 LFP 市场回暖。 2021 年 7 月，特斯拉在二季度财报电话会议中透露，将在电池构成上进行转变，使 用 2/3 的磷酸铁电池和 1/3 的镍电池。同时，特斯拉第三季度财报显示，全球 范围内的标准续航版 Model 3 和 Model Y 也都将改用磷酸铁锂电池。目前国内 外车厂都在磷酸铁锂技术领域纷纷布局。 图 2：国内锂电正极材料产量（万吨） 图 3：国内锂电正极材料产量结构占比 资料来源： GGII，国信证券经济研究所整理 资料来源： GGII，国信证券经济研究所整理 全球 “双碳 ”加速汽车电动化，新能源汽车消费驱动主导 驱动逻辑一：政策规划渗透率提升空间大，补贴延长奠定行业黄金三年。政策 规划驱动下，新能源汽车渗透率提升空间大。 根据中汽协数据， 2020 年国内新 能源汽车销量 137 万辆，渗透率达到 5.4%。新能源汽车产业发展规划 2021-2035 年规划要求 2025 年新能源汽车销量要达到 20%， “节能与新能源 汽车技术路线图 2.0”对 2035 年提出节能汽车与新能源汽车销量约各占 50%， 汽车产业基本实现电动化转型的目标，电动车渗透率提升尚处在初始阶段。 0 10 20 30 40 50 60 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 NCM LCO LFP LMO 0% 20% 40% 60% 80% 100% 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 NCM LCO LFP LMO 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 8 图 4：中国新能源汽车产量、销量和渗透率（辆， %） 资料来源： WIND，中汽协，国信证券经济研究所整理 驱动逻辑二：动力电池成本下降，消费级乘用车平价在即。伴随动力电池成本 下降以及能量密度提升，消费级乘用车逐步接近平价。 驱动逻辑三：爆款车型涌现为纯消费市场注入活力。纯消费市场方面，爆款车 型是增长的关键所在。 驱动逻辑四：限行和环保政策鼓励，公共交通领域收益于政策导向有望迎来复 苏。 图 5：国内锂电池价格变动趋势（元 /Wh） 图 6： 2020 年国内销量最高十款电动车车型（辆） 资料来源： GGII，国信证券经济研究所整理 资料来源： 乘联会，国信证券经济研究所整理 驱动逻辑五： 海外补贴政策边际向好，龙头车企发力电动化规划。 从全球范围 看，由于欧洲碳排放法规趋严、多国新能源汽车补贴政策边际向好、传统车企 陆续公布电动化大战略以及特斯拉产业链进度超预期，整体海外新能源汽车市 场持续高增速。 传统车企紧跟特斯拉脚步，宝马、大众、戴姆勒纷纷发布电动 化战略，车型储备丰富。 锂电池正极材料复盘，三元材料与铁锂材料的四个阶段竞争： 阶段一（ 2013-2015）：新能源商用车贡献主要需求，成本低、技术成熟、安全 性好促进 LFP 快增长。 0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00% 0 1,000,000 2,000,000 3,000,000 4,000,000 5,000,000 6,000,000 新能源汽车销量（辆） 新能源汽车产量（辆） 新能源汽车渗透率 % 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 14 Q1 14 Q2 14 Q3 14 Q4 15 Q1 15 Q2 15 Q3 15 Q4 16 Q1 16 Q2 16 Q3 16 Q4 17 Q1 17 Q2 17 Q3 17 Q4 18 Q1 18 Q2 18 Q3 18 Q4 19 Q1 19 Q2 19 Q3 19 Q4 20 Q1 LFP动力电池 NCM动力电池 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 9 图 7：国内 LFP 正极材料出货量和增速（万吨、 %） 图 8：国内 NCM 正极材料出货量和增速（万吨、 %） 资料来源： GGII，国信证券经济研究所整理 资料来源： GGII，国信证券经济研究所整理 阶段二（ 2016-2018）：新能源乘用车销量快速增长、三元正极产能释放和补贴 政策改变，共同促使 LFP 增速放缓， NCM 出货快速增长。 图 9：国内新能源商用车和乘用车销量（万辆） 资料来源：中汽协，国信证券经济研究所整理 阶段三（ 2019-2020）： 2019 年受宏观经济和政策退补的影响，新能源汽车销 量下降， 2020 年政策补贴延长、降本和爆款车型等综合作用下，新能源汽车实 现快速增长，相应正极材料需求持续增长。 表 2：乘用车 2020 与 2019 切换后补贴政策对比 补贴金额 /系数 分档标准 2018 年政策 2019 年政策 2020 年政策 2020 2021 2022 150R 200 1.5 0 0 0 0 200R 250 2.4 0 0 0 0 250R 300 3.4 1.8 0 0 0 300R 400 4.5 1.8 1.62 1.3 0.91 R400 5 2.5 2.25 1.8 1.26 E105 0 0 0 0 0 105E 120 0.6 0 0 0 0 120E 140 1 0.8 0.8 0.8 0.8 140E 160 1.1 0.9 0.9 0.9 0.9 E160 1.2 1 1 1 1 0Q 5% 0.5 0 0.8 0.8 0.8 5%Q 10% 1 0 0.8 0.8 0.8 10%Q 20% 1 0.8 1 1 1 20%Q 25% 1 1 1 1 1 25%Q 35% 1.1 1 1.1 1.1 1.1 Q35% 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 2020 年电耗门槛：当 m1000 时， Y=0.0112m+0.4； 1000 m1600 时， Y=0.0078m+3.8； m 1600 时， Y=0.0044m+9.24。 资料来源： 财政部，国信证券经济研究所整理 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% 0 2 4 6 8 10 12 14 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 LFP LFP增速 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 0 5 10 15 20 25 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 NCM NCM增速 0 50 100 150 2015 2016 2017 2018 2019 2020 商用车销量 乘用车销量 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 10 阶段四（ 2021-迄今）： 2021 年随着新能源汽车性价比提升带来的私人消费接受 度的提升，新能源汽车产销量爆发增长，磷酸铁锂电池由于在能量密度、耐低 温等方面取得突破，在性价比、安全性方便更具优势，消费量超过三元材料。 2021 年 1-9 月，我国动力电池产量累计 134.7GWh，同比累计增长 195.0%； 其中三元电池产量累计 62.8GWh，占总产量 46.6%，同比累计增长 131.1%； 磷酸铁锂电池产量累计 71.6GWh，占总产量 53.2%，同比累计增长 291.4%。 LFP 正极优势：安全性高、能量密度提升，性价比突 出、渗透率激增 1）驱动因素一：虽然高能量密度的三元电池受益于补贴政策，但随着退补补贴 驱动作用正在边际减弱。 2019 年补贴持续退坡达到 70%， 2020 年续航里程低 于 300 公里的汽车将不再补贴，补贴政策对于新能源汽车销量促进作用显著减 弱，国内电动车逐渐向着消费市场转变。 图 10：单吨正极材料所需的原材料质量拆分（吨 /吨） 图 11：单吨正极材料所需原材料成本测算（万元 /吨） 资料来源：元素周期表，国信证券经济研究所整理 资料来源： 百川盈孚，国信证券经济研究所整理 2） 驱动因素二： CTP 和刀片电池技术显著提高铁锂电池能量密度，并降低电 池成本。 LFP 电池采用 CTP 无模组技术后，由多个大容量电芯组成标准化电池 包，再灵活堆叠组成更大的电池模块，当前刀片电池成包重量功率密度可能达 到 180Wh/kg 左右，成本较传统结构电池下降 10%左右，有效降低电池成本。 3） 驱动因素三：储能和小动力市场增长超预期，带动铁锂电池需求增长。 储能 市场对电池能量密度要求低，但是对成本、安全性和循环性能要求高， LFP 电 池循环性能可超过 2000 次，售价低于 NCM 电池，同时安全 性高于 NCM 电池。 图 12：全球储能市场电池需求（ GWh） 图 13：国内二轮电动车中锂电和铅蓄电池渗透率 资料来源： GGII，国信证券经济研究所预测 资料来源： 天能股份招股说明书，国信证券经济研究所整理 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 NCM333 NCM523 NCM622 NCM811 NCA LFP LCO 碳酸锂 氢氧化锂 硫酸镍 硫酸钴 硫酸锰 硫酸铝 硫酸亚铁 磷酸二氢铵 四氧化三钴 0 5 10 15 20 25 30 NCM333 NCM523 NCM622 NCM811 NCA LFP LCO 0 20 40 60 80 100 120 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 国内储能电池（ gwh） 海外储能电池（ gwh） 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 2015 2016 2017 2018 2019 锂电池渗透率 铅蓄电池渗透率 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 11 4） 驱动因素四：新国标政策下二轮电动车市场锂电池渗透率加速提升。 2019 年 4 月电动自行车新国标开始实施，铅蓄电池难以满足电动自行车轻量化、长 续航等新国标要求 。 锂电池寿命显著长于铅蓄电池， 且 具有轻便、快充和无保 养费用等优点，当前渗透率正持续提升 。 表 3：锂电池和铅蓄电池性能对比 指标 铅蓄电池 锂电池 能量密度 28-40wh/kg 120-180wh/kg 质量 4 倍于锂电池 - 体积 2 倍于锂电池 - 安全性 很好 较好 是否有重金属污染 存在铅污染 否 使用寿命 1-1.5 年 4-5 年 便携程度 重量较重 较为便携 快充技术 不支持 支持 保养费用 2%-10%原始价格 无 资料来源： 天能股份招股说明书，国信证券经济研究所整理 新能源汽车销量预测： 2025 年全球超 2000 万辆，国内超 750 万辆 2020 年国内外新能源汽车销量增速显著提升。 2020 年国内新能源汽车销量 136.7 万辆，同比增长 10.9%，增速由负转正。全球新能源汽车销量达到 324 万辆，同比增长 43%，其中欧洲市场新能源车登记辆近 140 万辆，同比增长 137%。 我们预计全球新能源乘用车销量有望从 2020 年的约 300 万辆增至 2025 年的约 2050 万辆， CAGR 将达到 46.8%，预计 2025 年全球新能源乘用车渗透 率有望达到 21%左右。国内新能源汽车有望从 2020 年 125 万辆增至 2025 年 的 757 万辆， CAGR 达到 43.4%，国内新能源汽车渗透率有望达到 25%左右。 图 14：全球新能源乘用车销量和预测（万辆） 图 15：全球新能源乘用车销量占比结构预测 资料来源： GGII， EV-volumes，乘联会，国信证券经济研究所预测 资料来源： GGII， EV-volumes，乘联会，国信证券经济研究所预测 LFP 需求测算： 2025 年全球锂电池需求 1790GWh，磷酸铁锂需求约 710GWh，乐观预期磷酸铁需求约 122 万吨 （ 1） 锂电池需求总量测算： 2025 年全球锂电池需求量预计达到 1790GWh。 全球动力电池需求有望从 2020年的 160GWh增至 2025年的 1269GWh， CAGR 达到 51%； 2025 年全球储能电池需求有望达到 222GWh， CAGR 达到 57%。 消费电池需求将达到 152GWh， CAGR 为 10%。 （ 2） 磷酸铁锂需求总量测算： 2025 年全球磷酸铁锂电池需求量预计达到 710GWh。全球动力电池对磷酸铁锂的需求有望从 2020 年的 46GWh增至 2025 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2030 2035 中国 美国 欧洲 其他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2030 2035 中国 美国 欧洲 其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 12 年的 469GWh，渗透率达到 37%； 2025 年全球储能电池对磷酸铁锂的需求有 望达到 133GWh，渗透率为 60%。按照 0.25 万吨 /GWh 磷酸铁锂单耗测算， 2025 年磷酸铁锂正极材料需求量有望达到 180 万吨。 （ 3） 磷酸铁需求总量测算： 由于磷酸铁工艺只是制备磷酸铁锂工艺之一，我们 按照乐观（磷酸铁工艺渗透率 80%）、中性（磷酸铁工艺渗透率 65%）、悲观（磷 酸铁工艺渗透率 50%）三种情况假设分析。按照 0.85 吨磷酸铁 /吨磷酸铁锂的 单耗测算，在乐观、中性、悲观三种假设下， 2025 年全球磷酸铁材料需求量分 别达到 122、 99、 76 万吨。 表 4：全球新能源锂电池需求结构预测表（ GWh） 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 全球：新能源汽车动力电池 （ GWh） 160.4 307.4 454.5 663.7 925.9 1269.4 -增速 37.9% 91.6% 47.9% 46.0% 39.5% 37.1% 国内乘用车电池（ GWh） 56.1 137.7 190.2 266.6 351.4 454.4 磷酸铁锂电池占比 7.6% 27.0% 42.0% 38.0% 35.0% 35.0% 海外乘用车电池（ GWh） 82.5 143.5 235.6 365.5 539.7 776.7 磷酸铁锂电池占比 0.0% 13.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 国内商用车电池（ GWh） 21.8 26.1 28.8 31.6 34.8 38.3 磷酸铁锂电池占比 95.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 全球：储能电池（ GWh） 23.2 34.5 55.9 97.0 150.5 222.0 -增速 75.7% 49.2% 61.9% 73.4% 55.2% 47.5% 磷酸铁锂电池占比 45.0% 50.0% 55.0% 60.0% 60.0% 60.0% 全球：两轮车锂电池（ GWh） 22.3 33.9 48.5 67.8 80.2 96.2 -增速 46.6% 51.5% 43.3% 39.8% 18.3% 19.9% 磷酸铁锂电池占比 15.0% 20.0% 40.0% 60.0% 60.0% 60.0% 全球：工程机械、重卡电池（ GWh） 0.8 7.0 13.3 22.9 37.0 50.5 -增速 756.1% 91.4% 71.8% 61.7% 36.7% 磷酸铁锂电池占比 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 全球：消费电池（ GWh） 92.0 104.0 114.0 125.0 138.0 152.0 -增速 7.0% 13.0% 9.6% 9.6% 10.4% 10.1% 磷酸铁锂电池占比 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 0.0% 全球锂电池需求合计（ GWh） 298.8 486.7 686.3 976.4 1331.7 1790.1 -增速 29.5% 62.9% 41.0% 42.3% 36.4% 34.4% 全球磷酸铁锂需求合计（ GWh） 61.2 136.5 211.6 338.1 495.1 710.6 -增速 83.3% 123.2% 55.0% 59.8% 46.5% 43.5% 磷酸铁锂单耗（万吨 /GWh） 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 磷酸铁锂正极材料需求（万吨） 15.5 34.5 53.5 85.5 125.3 179.8 磷酸铁单耗（吨磷酸铁 /吨磷酸铁 锂） 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 （乐观）磷酸铁需求（ 80%工艺， 万吨） 10.5 23.5 36.4 58.2 85.2 122.3 （中性）磷酸铁需求（ 65%工艺， 万吨） 8.5 19.1 29.6 47.3 69.2 99.3 （悲观）磷酸铁需求（ 50%工艺， 万吨） 6.6 14.7 22.8 36.4 53.2 76.4 资料来源： GGII，乘联会，国信证券经济研究所预测 请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 13 LFP 供给预测： 2021-2022 年磷酸铁锂 -磷酸铁供给紧平衡， 2023 年以 后供需紧张将逐步缓解，长期看磷酸铁锂 -磷酸铁环节产能大幅过剩 磷酸铁锂供给测算： 按各公司公告、环评报告等数据，我们预计 2021-2025 年 磷酸铁锂正极材料产能分别为 81.1、 152.6、 387.2、 420.0、 450.5 万吨，对应 缺口分别为 -1.3、 27.6、 67.1、 261.9、 24