磷酸铁锂行业历经数年磨砺行业重拾成长

1、正文目录 HYPERLINK l _TOC_250018 一、锂电核心，潜力无限 5 HYPERLINK l _TOC_250017 性能优异，安全可靠 5 HYPERLINK l _TOC_250016 专利纠纷，早期推广受限 7 HYPERLINK l _TOC_250015 制备路径多样，固相液相各有优势 8 HYPERLINK l _TOC_250014 二、 历经磨砺，行业触底向好 10 HYPERLINK l _TOC_250013 市占率下滑，行业经历低谷 10 HYPERLINK l _TOC_250012 行业集中度提升，触底回升有望 13 HYPERLINK l _TOC_

2、250011 三、 行业看点：提效降本及市场变迁 16 HYPERLINK l _TOC_250010 能量提升，配套乘用车空间释放 16 HYPERLINK l _TOC_250009 成本下降，磷酸铁锂重获青睐 18 HYPERLINK l _TOC_250008 应用扩张，市场空间释放 19 HYPERLINK l _TOC_250007 总体市场空间测算 26 HYPERLINK l _TOC_250006 四、 重点企业 28 HYPERLINK l _TOC_250005 德方纳米 28 HYPERLINK l _TOC_250004 贝特瑞 29 HYPERLINK l _TOC

3、_250003 升华科技 30 HYPERLINK l _TOC_250002 比亚迪 31 HYPERLINK l _TOC_250001 国轩高科 32 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 33图表目录图 1：锂电池工作原理 5图 2：磷酸铁锂结构图 7图 3：前驱体磷酸铁制备工艺 8图 4：固相磷酸铁锂合成工艺 9图 5：前驱体磷酸铁制备工艺 9图 6：新能源乘用车、客车、货车销量 10图 7：磷酸铁锂和三元动力电池历年出货量 11图 8：2016-2019 年各年搭载磷酸铁锂电池的纯电动客车和专用车数量占比 12图 9：比亚迪车型汉 13图 10：比亚迪车型汉配置

4、 13图 11：2016-2019 年磷酸铁锂和碳酸锂价格走势（万元/吨） 13图 12：2017 年磷酸铁锂市场份额 14图 13：2018 年磷酸铁锂市场份额 14图 14：2019 年磷酸铁锂市场份额 14图 15：磷酸铁锂产量及同比增速 14图 16：2017 年磷酸铁锂电池市场份额 15图 17：2018 年磷酸铁锂电池市场份额 15图 18：2019 年国内磷酸铁锂电池市场份额 15图 19：磷酸铁锂电池出货量与增速 15图 20：比亚迪“刀片电池技术” 16图 21：宁德时代 CTP 技术 17图 22：MAXWELL 干电极技术 18图 23：磷酸铁锂电池和三元电池系统价格走势

5、 18图 24：磷酸铁锂正极材料价格走势 19图 25：2019 年磷酸铁锂装机量当月值占比 20图 26：磷酸铁锂新能源乘用车渗透率 21图 27：储能锂电池出货量及增速图 22图 28：储能锂电池应用分类 22图 29：全球历年储能规模增长图 22图 30：全球铅酸蓄电池市场规模（亿美元） 23图 31：全球铅酸电池出货量（GWH） 23图 32：电动自行车产量及增速 24图 33：电动三轮车产量及增速 24图 34：动力锂电池和铅蓄电池价格走势预测 24图 35：电动自行车保有量及年产量 25图 36：磷酸铁锂历年需求量及增速预测 27图 37：营业收入及增速 28图 38：净利润及增速

6、 28图 39：公司磷酸铁锂销量和市占率 29图 40：公司周转能力比较 29图 41：研发投入比较 29图 42：毛利率比较 29图 43：正极材料营业收入 30图 44：毛利率情况 30图 45：营业收入及增速 31图 46：净利润及增速 31图 47：磷酸铁锂出货量排名 31图 48：新能源汽车推荐目录搭载磷酸铁锂电池的比例 32表格 1. 各类正极材料比较 6表格 2. 2013-2019 年新能源乘用车补贴标准变化 10表格 3. 磷酸铁锂应用领域 19表格 4. 第 7、第 8 批新能源汽车推荐目录磷酸铁锂车型 21表格 5. 轻型动力铅酸电池市场规模 24表格 6. 锂电渗透轻型

7、动力电池市场规模预测 26表格 7. 我国新能源乘用车销量及对应铁锂电池出货量预测 26表格 8. 磷酸铁锂增量预测 27一、 锂电核心，潜力无限性能优异，安全可靠锂电是伟大的发明，化学类储能中的佼佼者。锂电池是一种电化学的储能装置，其应用历史源远流长，早期锂电池使用金属锂作为负极，但由于充电过程易形成枝晶，安全性难以保障，因此初期的锂电池以一次电池为主。在 1990 年，索尼成功将石墨作为负极应用之后，可多次充放电的锂离子电池正式商用化。在化学类储能电池中，锂电池拥最优秀的综合性能，包括能量密度、功率密度、循环寿命及安全性等。现阶段的锂电池已经成熟供应电子产品、电动工具、交通工具、储能等领域

8、。锂电池核心材料之一，正极极大程度决定能量密度、寿命、安全性等。锂离子电池工作原理是将电能转化为化学能储备在电极中，在需要的时候可以重新以电能释放。核心材料主要有正极、负极、电解液和隔膜，其中正极直接决定了电池的能量密度、安全性、循环寿命等，同时也是主材中成本占比最高的材料。图 1： 锂电池工作原理资料来源：Chem. Rev.，川财证券研究所正极材料各有千秋，磷酸铁锂安全可靠。能够可逆循环的锂离子电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及钴酸锂的一系列三元衍生体。由于钴酸锂的压实密度远超其他种类，大规模使用在对价格并不敏感的消费电子领域，例如手机、笔记本电脑等；而锰酸锂由于电化学性能较为平庸

9、，但是价格低廉，使用在对价格较为敏感的领域，如两轮电单车；磷酸铁锂以及三元材料则是动力电池的最佳选择，应用于汽车、船只等对性能、安全性、成本综合考虑的领域。磷酸铁锂相对其他种类具备安全性、成本、循环寿命的较大优势，是动力电池、储能电池的良好选择。表格 1. 各类正极材料比较项目钴酸锂(LCO)锰酸锂(LMO)磷酸铁锂(LFP)三元材料镍钴锰酸锂(NCM)镍钴铝酸锂(NCA)比容量(mAh/g)140-150100-120130-140150-220180-220循环寿命（次）500-1,000500-1,0002,0001,500-2,0001,500-2,000安全性适中较好好较好较好成本高

10、低低较低较低优点充放电稳定工艺简单锰资源丰富成本低安全性能好成本低高温性能好电化学性能好循环性能好能量密度高高能量密度低温性能好缺点钴价格昂贵能量密度低低温性能差部分金属价格昂贵部分金属价格昂贵电池产品相关影响体积能量密度高、成本高、安全性较差，适用高端数码成本低、能量密度低，适用低端数码、电动自行车安全性好、循环寿命长，适用客车电池综合性能较 好，适用各类数码产品与乘用车电池综合性能较好，适用各类数码和乘用车电池资料来源：招股说明书，川财证券研究所源自诺奖获得者，结构稳定商业化潜力无限。2019 年度诺贝尔化学奖授予美国得州大学奥斯汀分校 John B Goodenough 教授、纽约州立大

11、学宾汉姆顿分校 M.stanley Whittlingham 教授和日本化学家 Akira Yoshino，以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献。John B Goodenough 教授不仅是钴酸锂正极的发明人，其在 1997 年提出并验证了使用橄榄石结构的磷酸铁锂材料作为锂离子电池正极的构想。LiFePO4 是聚阴离子框架结构，其结构基元 LiO6 八面体、 FeO6 八面体和 PO4 四面体，磷酸根中强的 PO 共价键在完全充电状态下稳定了氧原子，避免其被氧化生产氧气而释放，该结构的存在使 LiFePO4 成为一种安全的正极材料。而且由于其稳定的聚阴离子框架结构，LiFePO4 的循环

12、性能同样优秀。图 2： 磷酸铁锂结构图资料来源：招股说明书.，川财证券研究所专利纠纷，早期推广受限早期专利纠纷不断，我国发展无碍。美国德州大学有关磷酸铁锂有 3 个专利族共 22 件专利申请，随后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。Valence 从 1997 年就开始在欧洲、日本和美国提交有关 Fe 位掺杂或取代磷酸铁锂活性材料的专利申请；A123 系统公司在磷酸铁锂领域目前已经有 14 个专利族共 72 件专利申请，这些专利申请主要进入了美国、欧洲、韩国、中

13、国、日本等国家和地区。由于日本电信大厂 NTT 在较早前便已在日本就磷酸锂铁相关专利提出申请，全球许多电池相关企业对是否有必要支付权利金给 H-Q 或 Phostech 都持保留态度。另外，H-Q 与德州大学与 A123 的也存在专利纠纷，2006 年 9 月，德州大学与 H-Q 控告 B&D 和 A123 System 公司未获得其磷酸铁锂离子电池技术授权情况下，非法制造和销售此款侵权德州大学拥有专利的产品，五年之后才获得和解。早期的专利纠纷大大影响了磷酸铁锂的商业化应用和推广，然而海外的基础材料专利并未获得我国授权，因此我国磷酸铁锂的产业化之路相对顺畅，新能源车的发展初期得到了有效推广。制

14、备路径多样，固相液相各有优势制备方法多样，固相液相各有优势。磷酸铁锂的合成方法主要可以分为固相法和液相法两种，其中固相法也有磷酸铁工艺和草酸亚铁工艺，现阶段磷酸铁工艺在压实密度、克容量方面占据优势，已经成为固相法的主流路线，相应企业包括贝特瑞、湖南升华、北大先行、安达科技、比亚迪、国轩高科等；液相法可分为水热/溶剂法、溶胶-凝胶法、共沉淀法，德方纳米是液相法企业的代表。固相法步骤简易，稳定性需要改善。固相法中磷酸铁路线的工艺需要首先合成水合磷酸铁，采用铁源、磷源在液相进行共沉淀反应，将水合磷酸铁进行干燥和煅烧得到无水磷酸铁。随后将磷酸铁与碳酸锂在球磨机中进行均相混合并加入碳源，之后经过高端煅烧

15、、除铁、粉碎等工艺实现全流程制备。固相工艺中，产品质量非常依赖磷酸铁的中位粒径、均匀程度，之后的球磨对设备要求相对较高，然而压实密度具有一定优势。图 3： 前驱体磷酸铁制备工艺资料来源：公司公告，川财证券研究所图 4： 固相磷酸铁锂合成工艺资料来源：公司公告，川财证券研究所液相法工艺掌握难度较大，均一度上佳。液相法市值在液体中进行反应得到前驱体混合物，由于液相中的均相反应和混合，均一性更加优越。其中，水热/溶剂热法是较为普及的液相合成法，其相对较为快捷且易操作，以化学计量比 1：1：3 的 FeSO4、H3PO4 和 LiOH 为原料，首先将 FeSO4 溶液和 H3PO4：溶液混合，然后将

16、LiOH 溶液加入混合物中，在 120 摄氏度条件下进行水热反应 5h。此种方法在制备过程中，由于锂/铁的原子排布混乱，会使大概 7的铁原子占据锂的位置，使得制备出的产品中磷酸铁锂容量不够高。行业头部企业德方纳米开拓了不同于市场上通用的技术路线，采用“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技术”。该技术综合了自热蒸发液相合成法、非连续石壘烯包覆等技术，在常温常压下，通过将原料锂源、铁源、磷源和辅料混合后即可自发反应，反应放热后快速蒸发水分而自动停止反应，得到纳米磷酸铁锂的前驱体，而后在烧结过程中加入碳源，进行两次的高温分解，得到非连续的石墨烯包覆磷酸铁锂颗粒。图 5： 前驱体磷酸铁制备工艺资料来源：公司

17、公告，川财证券研究所二、 历经磨砺，行业触底向好2.1 市占率下滑，行业经历低谷能量密度逊色三元，磷酸铁锂占有率受到挤压。新能源汽车发展之初，由于考虑到排放以及燃油经济性，政策向商用车倾斜，而磷酸铁锂的安全性、循环寿命等优势让其迅速成为锂电池正极的最佳选择，市占率遥遥领先同类的锰酸锂和钛酸锂；随着 2017 年政策将能量密度纳入考核要求并与补贴系数直接挂钩，同时三元材料获得了长足进步，市场份额开始逐步向三元转移；另外，随着商用车的普及率提升，后续需求已然有限，相反乘用车基数较大，发展潜力更足，磷酸铁锂的市场空间也相应受到限制，三元材料进入黄金发展期并呈现出挤出效应。图 6： 新能源乘用车、客车

18、、货车销量180,000160,000140,000120,000100,00080,00060,00040,00020,0000新能源乘用车销量新能源客车销量新能源货车销量资料来源：公司公告，川财证券研究所表格 2. 2013-2019 年新能源乘用车补贴标准变化项目补贴标准20132015201620172018 过渡20182019 过渡2019度电补贴上限（元/KWh）1200550单车补贴（万元）100-1503.53.152.521.4000150-20054.54.53.62.51.50.150200-25054.54.53.62.52.40.240250-30065.45.54

19、.43.13.42.041.8300-40065.45.54.43.14.52.71.840065.45.54.43.1532.5插电混动R503.53.1532.41.72.21.321系统能量密度要求（Wh/Kg）90-10511/105-120110.60.6/120-140(19 年为125）1.11.1110.8140-1601.11.11.11.10.91601.11.11.21.21电耗补贴倍数2018 年 0.5倍/2019 年0.8 倍优于门槛 0-5优于门槛10-201 倍优于门槛 5-25优于门槛20-351.1 倍优于门槛 25优于门槛35地补上限10010010050

20、5050500资料来源：工信部、发改委、川财证券研究所2019 年磷酸铁锂动力电池装机量 20.8GWh，同比减少 6.35，占总装机量的33.4，较2018 年下滑近6pct；三元动力电池装机量40.5GWh，同比增长22.4，占总装机量的 65.2，较 2018 年提升近 7pct；其他电池类型装机量 0.9GWh，合计占比 1.4。磷酸铁锂和锰酸锂动力电池主要配套客车，装机量分别为 13.8GWh 和 0.4GWh。图 7： 磷酸铁锂和三元动力电池历年出货量4540353025201510502016201720182019LPF(GWh)NCM(GWh)LPF增速30252015105

21、0-5-10-15资料来源：高工锂电，川财证券研究所行业重拾信心，2019 年磷酸铁锂产业复苏迹象明显。国家工信部发布 2019 年第 8 批新能源汽车推广应用推荐车型目录显示，总共 246 款车型，其中磷酸铁锂电池配套车型为 169 款，占比达 69，超过半数。2019 年动力磷酸铁锂电池装机量有所回潮。在新能源专用车和客车领域，磷酸铁锂电池已经开始回温，装机量显著提升。新能源客车主要应用于公交车、公路车等公共领域。传统公交车、公路车载客多，耗油量大，里程相对固定，运行时间可控，因此成为最早的汽车电动化市场。由于公共用车对安全性要求极高，磷酸铁锂电池在该领域占据了绝对主流地位，占新能源客车电

22、池装机量的 90以上。从新能源汽车推广应用推荐车型目录来看，2016-2019 年，搭载磷酸铁锂电池的纯电动客车数量占比不断提升。在补贴持续退坡的趋势下，新能源专用车厂商更关注动力电池的性价比，磷酸铁锂电池凭借其较低的成本，越来越得到市场的青睐，其装机量占新能源专用车动力电池装机量的比重持续上升。根据高工锂电的统计，2017 年、2018 年新能源专用车磷酸铁锂电池装机量分别为 2.15GWh、2.75GWh，同比增长 28，占比提升至 42。从新能源汽车推广应用推荐车型目录来看，2019 年，搭载磷酸铁锂电池的纯电动专用车已成为主流。图 8： 2016-2019 年各年搭载磷酸铁锂电池的纯电

23、动客车和专用车数量占比87978963653825271201008060402002016201720182019客车专用车资料来源：工信部新能源汽车推广应用推荐车型，川财证券研究所磷酸铁锂重回乘用车行业，前景明朗。比亚迪计划于 2020 年中上市首发搭载磷酸铁锂技术“刀片电池”的全新中大型新能源轿车汉。比亚迪表示该车所用的磷酸铁锂刀片电池更加安全，电池内部短路几率接近 0，同时抗变形、耐挤压和抗穿刺的能力也更强，拥有超过 100 万公里的使用寿命。在三元锂电池大行其道的当下，磷酸铁锂电池逐步受到重视。图 9： 比亚迪车型汉图 10： 比亚迪车型汉配置资料来源：汽车之家，川财证券研究所资料来

24、源：公开资料整理，川财证券研究所2.2 行业集中度提升，触底回升有望售价下滑明显，已经进入底部区域。2015 年新能源汽车产业进入爆发增长期，由于正极扩张难以跟上需求的增长，行业出现供不应求现象，售价曾超过 11万/吨，另一部分原因也是由于前端锂盐出现大幅涨价；2016 年之后供给逐步释放，材料价格进入下行区间；随着 2017 年之后配套乘用车的三元材料呈现出挤出效应，磷酸铁锂供给开始出现过剩，售价加速下行，最低降至 4 万/吨附近，行业企业毛利率下滑明显；直至 2019 年末行业过剩产能消化顺畅，需求端开始发力，售价开始触底。我们预计，随着磷酸铁锂在乘用车领域应用的深化、储能市场复苏、锂电替

25、代铅酸节奏加速，行业有望触底回升。图 11： 2016-2019 年磷酸铁锂和碳酸锂价格走势（万元/吨）6.04.420151050磷酸铁锂（万元/吨）碳酸锂（万元/每吨）资料来源：起点研究，川财证券研究所2019 年磷酸铁锂行业龙头效应凸显，行业走向集中。过往行业长期供大于求的环境下，产品利润呈现逐步下滑态势，最终在比拼成本控制能力的阶段，头部企业通过规模效应、客户粘性和历史经验逐步取得竞争优势，市场集中度呈现上升态势。头部企业逐步扩大市占率，20172019 年，CR3 分别为 41、43、 57，CR5 分别为 51、55、83。过去一年，德方纳米、国轩高科、贝特瑞、北大先行、湖北万润出

26、货量分列前五。产业链强强联合提速，全链条深度绑定协同成长。图 12： 2017 年磷酸铁锂市场份额图 13： 2018 年磷酸铁锂市场份额17491595 5贝特瑞 升华科技北大先行德方纳米天津斯特兰其他德方纳米贵州安达北大先行贝特瑞 天津斯特烟台卓能其他244210993资料来源：GGII，川财证券研究所资料来源：GGII，川财证券研究所2019 年铁锂正极总产量 8.9 万吨，同比增长 52.4。受补贴退坡以来市场需求走弱，铁锂凭借高安全性、高性价比等优势，在储能和专用车领域应用需求回暖。其中德方纳米、合肥国轩和贝瑞特三家企业占据总出货量的 57，行业前六家企业占据总出货量的 90。图 1

27、4： 2019 年磷酸铁锂市场份额图 15： 磷酸铁锂产量及同比增速10197131913195.575.515.8410.08.9060德方纳米合肥国轩贝特瑞 北大先行湖北万润比亚迪 其他5.00.02016年 2017年 2018年 2019年磷酸铁锂产量(万吨）40200-20资料来源：GGII，川财证券研究所资料来源：GGII，川财证券研究所2019 年新能源汽车动力电池装机量 62.38GWh，同比增长 47。其中，磷酸铁锂动力电池装机量 19.98GWh，同比下降 7.36，占总装机量的 32。2019 年装机量排名前四的企业分别为宁德时代、比亚迪、国轩高科和亿纬锂能。头部企业将通

28、过规模效应形成成本优势，并不断在产品性能、管理等方面自我强化。磷酸铁锂国内企业格局基本稳定，出货和产能集中度比较高，经过一轮洗牌以后，磷酸铁锂电池集中度大幅提升形成宁德时代（56）、比亚迪（13.8）、国轩高科（15.1）为主的一线梯队。2017 年前三大企业市占率为 76.8，2019年则达到 84.7，集中度进一步提升，行业出清初具成效。图 16： 2017 年磷酸铁锂电池市场份额图 17： 2018 年磷酸铁锂电池市场份额17.932.29.813.426.7宁德时代比亚迪 坚瑞沃能国轩高科其他5.111.416.026.141.3宁德时代比亚迪 国轩亿纬锂能其他资料来源：中国产业信息，

29、川财证券研究所资料来源：中国产业信息，川财证券研究所图 18： 2019 年国内磷酸铁锂电池市场份额图 19： 磷酸铁锂电池出货量与增速6.58.813.855.815.1宁德时代国轩高科比亚迪 亿纬锂能其他302022.1917.9720.82010020162017201820193020100-10-20LPF(GWh)LPF增速资料来源：中国产业信息，川财证券研究所资料来源：中国产业信息，川财证券研究所三、 行业看点：提效降本及市场变迁能量提升，配套乘用车空间释放能量密度决定乘用车应用潜力，铁锂改善明显。2017 年之前，我国电动商用车市场发展迅速，铁锂电池获得规模化应用。然而 201

30、7 年之后随着能量密度与补贴系数挂钩，95120wh/kg 为系数 1，之上才能有补贴的溢价，当时铁锂企业受到巨大冲击，圆柱形厂商较难提升，只能在 100wh/kg 附近徘徊，而方形铝壳电池要达到 120wh/kg 依然较为艰难。商用车使用铁锂尚可，作为对空间要求极高的乘用车，三元呈现非常强的挤出效应。然而经过多年的提升，现阶段铁锂电池已经完全能够满足乘用车的使用，pack 能量密度能够接近甚至超过 160wh/kg，比亚迪汉已经给出答案，整车续航超过 550km，让铁锂电池重返乘用车企的视野，其能量密度的提升主要来自三方面：电池单体结构改善，提升电芯能量密度。在磷酸铁锂电池发展初期，1020

31、Ah的电池单体是市场主流，之后企业逐步将电芯单体扩大，节约辅材的消耗，既能降低成本，也能提升能量密度，单体容量很多超过 200Ah。另一方面，近期比亚迪的刀片电池是基于电池结构的优化的实例。刀片电池即长电芯方案（主要指方形铝壳），是一种通过增大电芯的长度（最大长度与电池包宽度相当），将电芯扁长化设计，来进一步改进电池包集成效率的技术。比亚迪刀片电池“体积比能量密度”比传统铁锂电池提升了 50，成本能下降 20-30，放电倍率将大幅提升，寿命长达 8 年 120 万公里。随之而来的就是搭载同样重量和体积的电池，可以拥有更长的续航，同时也保留了磷酸铁锂电池寿命长，安全性高的特点。图 20： 比亚迪

32、“刀片电池技术”资料来源：国家知识产权局，川财证券研究所CTP（cell to pack）系统集成技术，提升 pack 效率。2019 年 9 月，在法兰克福国际车展上，宁德时代推出了全新的 CTP 高集成动力电池开发平台，即电芯直接集成到电池包。由于省去了电池模组组装的环节，相对于传统的电池包， CTP 电池包体积利用率提高了 1520，电池包零部件数量减少 40，生产效率提升了 50，将大幅降低动力电池的制造成本。CTP 电池包能量密度较传统电池包将提升了 1015。由于 CTP 是平台化技术，对电芯一致性的要求相对较高，现阶段各大电池企业都已经开始向该方向进军，而磷酸铁锂电池也将受益于该

33、技术，提升 pack 效率。图 21： 宁德时代 CTP 技术资料来源：汽车之家，川财证券研究所压实密度提升明显，受益于未来干电极技术。压实密度是面密度与材料厚度的比值，其在锂电池的制作过程中对锂电池性能有较大的影响，一般来说，压实密度越大，电池的能量密度就越高。压实密度主要受材料真密度、材料形貌、材料粒度分布和极片工艺影响，提高压实密度的主要方法是优化形貌、优化粒度分布和极片工艺的提升。目前磷酸铁锂压实密度的还有很大的提升空间，磷酸铁锂纳米化有效的提高了其压实密度，磷酸铁锂压实密度相比 2016 年已提升了约 15。 另外，特斯拉收购 Maxwell 的干电极技术或接近商用化，届时涂布的固含

34、量相较传统湿法涂布将大大提升至理论固含量，我们预计能量密度还将有 15左右的增长空间。图 22： Maxwell 干电极技术资料来源：电子发烧友，川财证券研究所成本下降，磷酸铁锂重获青睐磷酸铁锂正极材料的成本构成中直接材料约占 75左右，制造费用占 20左右，因此其成本下降主要来源于原材料价格下降。上游原材料碳酸锂等价格自2016年来价格大幅下降，且磷酸铁锂正极材料供给过剩，导致磷酸铁锂正极材料自 16Q1 最高的 11.2 万元/吨下降至 19Q3 的 4.5 万元/吨，降幅达 59.8。随着全国新能源汽车补贴下滑，深圳市更是取消补贴，电动汽车平价化对电池的成本要求极高，导致车企不得不选择更

35、廉价的电池，磷酸铁锂电池价格比目前广泛使用的三元电池价格低 10以上，且上游原材料供给充足预计会继续带来成本下降，叠加磷酸铁锂电池的安全性、可靠性以及在能量密度上的突破，未来磷酸铁锂电池有巨大的发展潜力。图 23： 磷酸铁锂电池和三元电池系统价格走势4.03.02.01.00.01.050.9514Q1 14Q3 15Q1 15Q3 16Q1 16Q3 17Q1 17Q3 18Q1 18Q3 19Q1 19Q3磷酸铁锂电池三元电池资料来源：高工锂电，川财证券研究所，单位：元/wh图 24： 磷酸铁锂正极材料价格走势12.010.08.06.04.02.00.011.24.514Q1 14Q3

36、15Q1 15Q3 16Q1 16Q3 17Q1 17Q3 18Q1 18Q3 19Q1 19Q3磷酸铁锂正极材料价格（万元/吨）同比（）50403020100-10-20-30-40-50资料来源：高工锂电，川财证券研究所应用扩张，市场空间释放锂电池市场扩张，潜力无限。受益于技术变革的趋势，电动化、无绳化、二次电源替代化已经成为行业的发展趋势：汽车、轮船甚至小型飞机都已经实现油电转换；耳机、音箱、扫地机等已经进入无绳化趋势；铅酸电池占领的低速电动车领域已经迎来锂电池的强力挑战。在此大背景下，锂电的市场容量保持较高速增长，在可预见的未来依旧增长动力强劲，而磷酸铁锂电池由于其安全性能、循环寿命、

37、成本控制方面的突出优势，在各领域的渗透将进入快车道。表格 3. 磷酸铁锂应用领域应用领域实例启动电源汽车、摩托车、拖拉机、柴油机，铁路内燃机车、电力机车、客车起动电源；固定型电源主要用于通讯、移动基站、电信、铁路运输、电力、金融、发电厂、计算机系统作为保护、自动控制的备用电源军事领域军队现场电子指挥系统、海（潜艇、水下机器人)、陆(陆军士兵系统、机器战士)、天(无人飞机)、空(卫星、飞船)诸兵种。储能设备基于太阳能、风能、地热、海洋能发电系统之储能设备；电网调峰；不断电系统UpS；配合太阳能电池使用作为储能设备（比亚迪已经在生产此类电池）家庭照明等；电动工具类高功率电动工具（无线）；电锤、电钻

38、、除草机等；小型设备医疗设备：电动轮椅车，电动代步车；玩具（遥控电动飞机,车）；资料来源：公开资料整理，川财证券研究所汽车领域：装机占比提升，势能逐步浮现。自 2009 年开始，乘着新能源汽车市场逐渐放量的东风，磷酸铁锂电池曾一枝独秀。2016 年至今，随着电动化的深入，乘用车逐渐成为新能源汽车推广的主力，而新能源乘用车的补贴政策，将电池包的能量密度以及续航里程作为主要指标。新能源汽车企业为追求高额补贴，逐步放弃磷酸铁锂动力电池，转向三元电池。不过，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，磷酸铁锂电池的成本优势逐渐显现。这一趋势从 2019 年月销量数据可以清晰看出,退坡后的首月

39、 7 月份磷酸铁锂装机量占比达到峰值 52.2，后续单月装机占比也呈出上升趋势。图 25： 2019 年磷酸铁锂装机量当月值占比60504030201001月 2月3月 4月 5月6月 7月 8月9月 10月 11月 12月资料来源：wind，川财证券研究所2019 年版补贴政策正式实施后，搭载磷酸铁锂的乘用车逐渐增多。2019 年第8 批新能源汽车推广应用推荐车型目录（简称目录）中，奇瑞新能源新款小蚂蚁开始出现磷酸铁锂版；第 10 批目录，东风小康 EC36 和长城欧拉 R1，也开始出现磷酸铁锂版本。不仅如此，目录中磷酸铁锂车型总量也在增加。去年第 11 批目录，共包含 146 款车型，磷酸

40、铁锂电池配套 87 款车型，占比接近 60；第 8 批目录中，磷酸铁锂占比更是高达 69。而这一数据在去年年初的第 1 批目录中，仅为 45。根据工信部 2020 年第一批推荐目录乘用车的情况显示，搭载磷酸铁锂的乘用车车型占比为 18，较 2019 年全年 7.8的占比有较大幅度的提升。表格 4. 第 7、第 8 批新能源汽车推荐目录磷酸铁锂车型商标产品型号产品名称储能装置种类大乘JML6451BEV02纯电动多用途乘用车磷酸铁锂宝骏LZW7001EVAHW纯电动轿车磷酸铁锂宝骏LZW7002EVCHW纯电动轿车磷酸铁锂哪吒THZ7001BEVS008纯电动轿车磷酸铁锂江淮HFC7000EWE

41、V7纯电动轿车磷酸铁锂江淮HFC7001EAEV12纯电动轿车磷酸铁锂东风ZN6456V1YBEV纯电动多用途乘用车磷酸铁锂国机智骏ZHT7000KD01EV纯电动轿车磷酸铁锂奇瑞NEQ7000BEVJ72F纯电动轿车磷酸铁锂资料来源：工信部，川财证券研究所图 26： 磷酸铁锂新能源乘用车渗透率8060402002014A 2015A 2016A 2017A 2018A 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025EEV铁锂渗透率PHEV铁锂渗透率资料来源：川财证券研究所储能领域：储能是解决新能源风电、光伏间歇波动性的重要手段之一，锂电池成为最佳补充。风力、

42、光伏发电具有不稳定性，储能技术可助风电厂平滑输出功率。锂离子电池储能是电化学储能的重要组成，同时也是是未来发展的主要形式。电化学储能技术具有响应时间短、能量密度大、灵活方便、维护成本低等优点。三元储能受限。铁锂电池迎春天。从 2017 年 8 月在高昌发生的第一次火灾算起，截至目前韩国已经发生了 27 起 ESS 火灾事故，其中有 17 起装置了 LG 化学生产的锂电池。这意味着 LG 化学的 ESS 起火率达到了惊人的 63。除了 LG化学之外，三星 SDI 也深受 ESS 起火事故影响，有 9 起事故涉及三星 SDI 生产的电池。从技术路线来看，以 LG 化学、三星 SDI 等日韩企业采用

43、的都是三元电池，其安全性和成本相较磷酸铁锂都存在劣势。业内人士认为，韩国 ESS 起火事故或将对储能电池市场产生深远影响，未来国际储能领域的锂电池或将由三元转向磷酸铁锂，从而给中国电池企业提供发展机会。图 27： 储能锂电池出货量及增速图图 28： 储能锂电池应用分类3.83.2 113.31.518.843210201720182019120.0%100.0%80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%储能锂电池出货量（GWh）yoy（右轴）资料来源：中国储能网，川财证券研究所资料来源：公开资料整理，川财证券研究所图 29： 全球历年储能规模增长图67.558.444.736.223.6

44、27.318.81113.45804570406035503025402030152010105002017201820192020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E储能电池出货量(GWh)yoy（右轴）资料来源：GGII，川财证券研究所铅酸替代领域：铅酸蓄电池占电池市场一半以上份额（54.67）。在全球市场范围内，铅酸蓄电池由于其技术成熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势，在电池市场占据主导地位。全球铅酸蓄电池市场规模占全球电池市场规模的 54.67。全球铅酸蓄电池空间超 3000 亿，出货量超 500Gwh，规模保持

45、低速增长。图 30： 全球铅酸蓄电池市场规模（亿美元）图 31： 全球铅酸电池出货量（GWh）50040030020010002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 20170.060.050.040.030.020.010600500400300200100020112013201520172019E0.090.080.070.060.050.040.030.020.010铅酸蓄电池市场规模（亿美元）增长率全球铅酸电池出货量(GWh)增长率资料来源：中国产业信息网，川财证券研究所资料来源：中国产业信息网，川财证券研究所2018 年轻型动力型铅蓄电池市场大约 10

46、1GWh，占我国铅酸蓄电池产量的49%。主要应用于低速车，包括电动自行车、三轮车和四轮车等。电动自行车为铅酸蓄电池主要应用领域之一，行业集中度较高，寡头优势明显。电动自行车产业的发展，为铅酸蓄电池开辟了新的应用领域，带动了铅酸蓄电池产业的发展。目前电动自行车产业中电池依旧以铅酸为主超威动力和天能动力两家企业形成“双寡头”的局面，两家公司动力电池装机比例占市场比例的 80%以上。电动自行车每年新增 3000 万辆，电池替换需求 4500 万辆，假设平均单车带电量 0.8kwh，总体市场 60Gwh。根据自行车协会数据显示，当前中国电动自行车的社会保有量约 2.5 亿辆，年产量约为 3000 万辆

47、，从 2013-2018 年电动自行车产量增速情况来看，2018 年电动自行车产量降速明显，预计 2019 年电动自行车产量将继续萎缩，同时受到电动自行车新规的影响，铅酸电池的需求量会受到冲击。电动三轮车新增及电池替换需求共 2000 万辆，假设平均单车带电量 1.2kwh，总体市场 25Gwh。电动三轮车产品涉及货运车、休闲观光车、助残车、沙滩车、太阳能电动车三轮车等多个车种。四轮低速车新增及电池替换需求共 160 万辆，假设平均单车带电量 10kwh，总体市场 16Gwh。低速电动车增速明显放缓，以山东省低速电动车产量为例，2018年山东省累计生产四轮低速电动车 69.59 万辆，仅与与

48、2017 年持平，体现了目前低速电动车行业发展降速的势态，同时也与国家关于低速电动车政策的不明朗有一定联系。表格 5. 轻型动力铅酸电池市场规模市场总需求单车带电量动力电池市场二级市场一级市场电动自行车7500 万辆0.8kwh60GWh35GWh25GWh电动三轮车2000 万辆1.2kwh25GWh15GWh10GWh其他特殊用途电动车160 万辆10kwh16GWh4GWh12GWh资料来源：工信部，川财证券研究所图 32： 电动自行车产量及增速图 33： 电动三轮车产量及增速38003700360035003400330032003100300029002800270020132014

49、201520162017 2018年814000.2120010008000.150.10.056000400200-0.05-0.10-0.152010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017电动三轮车产量（万辆）增长率（ ）6420-2-4-6-8-10电动自行车年产量（万辆）增速（）资料来源：工信部，川财证券研究所资料来源：中国产业信息网，川财证券研究所图 34： 动力锂电池和铅蓄电池价格走势预测2.5 21.510.50201520162017201820192020202120222023动力锂电池产品单价（元/Wh）铅蓄电池产品单价（元/Wh） 动力锂

50、电池产品单价趋势线 铅蓄电池产品单价趋势线资料来源：宁德时代招股说明书，川财证券研究所动力锂电池和动力铅蓄电池预计在 2021 年达到单价交汇点。根据动力锂电池和铅蓄电池的产品单价，预测 2021 年左右两者单价交汇，两者的交汇价格也预计会在 0.5 元/Wh。除开市场补贴因素，届时锂电池将会全面开启电动两轮车、低速车替代铅蓄电池时代。全寿命成本优势凸显,未来优势继续扩大。考虑到通常情况锂电池的循环次数达到铅酸电池的两倍，因此如果计算电池在使用周期的全寿命成本，锂电池已经远远优于铅酸电池。随着锂电池规模化效应释放，循环还将提升，优势还在持续扩大中。工信部数据显示，当前国内电动自行车的社会保有量

51、约 2 亿辆，年产量为 3000多万辆，而锂电池产品 2017 年市占有量约 10。按照一辆车平均用电量 0.8KWh粗略估算，3000 万辆*0.8KWh*102.4GWh，这意味着锂电池已经开始渗透电动自行车市场。若全面替代铅酸电池，锂电池每年将有超过 24GWh 的市场增长空间。以电动自行车市场为例，自行车增速到 2021 年铅蓄价格优势消失时，电动自行车市场一级市场市场规模预计超过 20GWh。在没有财政补贴的情况下锂电替代已经开始并且从一级市场逐渐渗透，未来替代还将加速。目前轻型动力铅蓄电池一级市场规模 40GWh，预计到 2022 年将达到 46GWh，锂电化前景依旧广阔。图 35

52、： 电动自行车保有量及年产量43.532.521.510.502013201420152016201720182019E2020E2021E2022E电动自行车保有量（亿辆）电动自行车产量（亿辆）资料来源：前瞻产业研究院，川财证券研究所根据之前对铅酸动力电池市场的分析以及铅酸动力电池和锂动力电池价格的比较，可以预计锂电渗透率随着铅酸电池价格优势的削弱逐渐升高，预计 2022年将会替代 95的铅酸动力市场,年需求量达到 43.9GWh。表格 6. 锂电渗透轻型动力电池市场规模预测轻型动力市场时间20182019202020212022电动自行车25.026.327.628.930.4电动三轮车1

53、0.010.511.011.612.2电动四轮车3.03.23.33.53.6总计38.039.941.944.046.2锂电渗透规模预计锂电渗透速度820408095电动自行车2.55.311.023.228.9电动三轮车1.02.14.49.311.5电动四轮车0.30.61.32.83.5总计3.88.016.835.243.9资料来源：前瞻产业研究院，川财证券研究所总体市场空间测算增量市场集中在乘用车、储能和小型动力领域。我们假设乘用车按照新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)征求意见稿中的目标，2025 年新能源汽车占比达到 25，对应新能源乘用车实际销量在 600 万辆左

54、右，渗透率逐步提升至 40。表格 7. 我国新能源乘用车销量及对应铁锂电池出货量预测我国新能源乘用车销量（万辆）单车带电量（kwh）磷酸铁锂渗透率（）磷酸铁锂电池出货量（Gwh）2020135.033135.82021182.3362013.12022246.0392524.02023332.2413040.92024448.4433567.52025605.34340104.1资料来源：川财证券研究所2019 年储能领域全球市场接近 20Gwh，未来还将保持 20以上的中高速增长，我们预计储能端中磷酸铁锂电池占比 50，将有望在 20202022 年贡献增量 11.8/13.6/18.1 G

55、wh。小型动力领域锂电替代铅酸趋势明朗，在我国新国标要求下，替代速度有望加快， 根据对低速车的预测， 我们认为 20202022 年市场增量分别为 8.8/27.2/35.9 Gwh，其中磷酸铁锂电池所占份额为 60，对应 5.3/16.3/21.5 Gwh。表格 8. 磷酸铁锂增量预测铁锂电池增量（Gwh）铁锂材料增量（吨）乘用车储能小型动力合计20205.811.85.322.95.3202113.113.6516.343.19.9202224.018.121.563.614.6资料来源：川财证券研究所随着磷酸铁锂优势的进一步显现，产业链需求有望回暖，供需格局有望改善，我们预测磷酸铁锂 2

56、0202022 的需求量分别为 14.2 万吨、24.1 万吨和 38.7万吨，对应对应行业增速为 59.6%、69.7%、60.6%。图 36： 磷酸铁锂历年需求量及增速预测69.759.638.760.652.424.114.25.57-51.5116.05.848.945403530252015105020162017201820192020E2021E2022E磷酸铁锂需求量（万吨）yoy（右轴）80706050403020100-10资料来源：川财证券研究所四、 重点企业德方纳米公司看点：磷酸铁锂销量增长明显，市占率提升。2016 年-2018 年，公司纳米磷酸铁锂销量分别为 0.5

57、9 万吨、1.13 万吨和 1.68 万吨，市场占有率分别为 10.54、 19.44和 28.77，呈现明显上升趋势。根据统计，2018 和 2019 年公司磷酸铁锂产量排名第一。与宁德时代深度绑定，共享新能源汽车发展红利。公司第一大客户宁德时代 2016-2018 年占公司营收比例分别为 63.17、67.61及 67.90。我们认为，宁德时代与特斯拉合作，也有望推动公司业绩进一步增长。公司目前有佛山 1.5 万吨和曲靖首期 1 万吨产能扩建计划，随着磷酸铁锂电池在新能源乘用车的渗透率提升，公司有望随之放量，出货量保持高增长，从规模、技术、品质与其他可比公司拉开差距，扩大领先优势。图 37： 营业收入及增速图 38： 净利润及增速资料来源：wind，川财证券研究所资料来源：wind，川财证券研究所财务指标公司2016年度 2017年度 2018年度应收账款周转率德方纳米9.305.466.13安达科技8.313.532.42升华科技2.482.220.84贝特瑞3.953.312.27卓能材料3.352.051.22存货周转率德方纳米8.9310.0310.17安达科技7.004.834.49升华科技10.965.732.38贝特瑞4.163.612.73卓能材料3.202.351.82图 39： 公司磷酸铁锂销量和