磷酸铁锂行业-德方纳米研究报告：技术铸公司护城河-产能扩张促高成长

1、磷酸铁锂行业-德方纳米研究报告：技术铸公司护城河_产能扩张促高成长一、多年积淀，纯正磷酸铁锂标的1.1 发展历程：立足纳米磷酸铁锂的龙头企业国内磷酸铁锂龙头企业。公司的主营业务为锂离子电池材料的研发、生 产和销售，主要产品为纳米磷酸铁锂等磷酸盐系正极材料，产品主要应 用于动力电池、储能电池等锂离子电池的制造，最终应用于新能源汽车 以及储能等领域。公司的发展历程主要可以分为 3 个阶段。1）创立：主要产品研发成功并取得专利（2007-2008 年）。2007 年 德方纳米成立于深圳，并于 2008 年开始将纳米化技术应用于制备锂 离子电池材料，先后取得了纳米磷酸铁锂、碳纳米管导电液制备的 相关专

2、利。2）成长：主要产品研发成功并实现量产（2009-2013 年）。公司持 续优化工艺技术，逐步实现产业化，同时，公司的“自热蒸发液相 合成纳米磷酸铁锂技术”被认定为国际领先水平。3）发展：产销量大幅提升（2014 年及以后）。2014 年公司完成股 份制改革，销售收入突破亿元，开始向宁德大规模供货；2016 年突 破 5 亿元，同年纳米磷酸铁锂产能突破 10000 吨/年；2018 年曲靖 麟铁成立；2019 年创业板 IPO 后曲靖德方成立；2021 年布局新型正 极材料及补锂添加剂。公司始终重视研发和技术，专注于将纳米化技术应用于锂离子电池材料， 先后成功研发、量产了碳纳米管导电液、纳米

3、磷酸铁锂等产品，并原创 取得了自热蒸发液相合成法、非连续石墨烯包覆等多项核心技术。1.2 股权结构：无控股股东及无实际控制人公司无控股股东及无实际控制人。原控股股东、一致行动人吉学文、孔 令涌和赵旭及其子女一致行动关系于 2022 年 4 月 14 日到期后终止。截 至 2022 年 4 月 14 日，除赵旭及其子女因存在亲属关系仍构成一直行动 人外，其他各方不存在一致行动关系，公司由原五名一致行动人共同控 制变更为无控股股东及无实际控制人。公司创始人、董事长孔令涌先生具备多年在纳米材料领域的研究经历。 孔令涌先生从事纳米材料的研发及产业化工作多年，主持多项科技部、 工信部、深圳市科技创新委员

4、会等科研项目，为公司核心技术发明人。1.3 经营表现：业绩高增，规模效应显现公司 21 年及 22 年 Q1 营收和业绩大幅提升。2022 年 Q1 公司营收 33.74 亿元，同比增长 561.88%；归母净利润 7.62 亿元，同比增长 1402.77%； 扣非净利润 7.56 亿元，同比增长 2136.20%。2021 年公司营收 48.42 亿元，同比增长 413.93%；归母净利润 8.01 亿元，同比增长 2918.83%； 扣非净利润 7.7 亿元，同比增长 1325.82%，营收和业绩大幅提升。1）按业务内容拆分：纳米磷酸铁锂为贡献主体公司营收主要来源于纳米磷酸铁锂（LFP）。

5、2021 年纳米磷酸铁锂营收 48.1 亿元，同比增长 430.1%。拆分看，量价齐增，其中销量 9.1 万吨， 主因公司产能扩张，平均售价 5.3 万/吨，主要受碳酸锂价格上涨及行业 供需偏紧影响。2）盈利能力：业绩大幅提升 盈利能力持续提升。2022Q1 公司毛利率为 34.78%，同比+17.38pct， 环比+0.28pct。2021 年毛利率为 28.85%，同比+18.49pct；净利率为 16.61%，同比增加 20.31pct，其中纳米磷酸铁锂毛利率为 28.89%，同 比上升18.71pct。公司2021年纳米磷酸铁锂单吨净利约为0.88万/吨（20 年为亏损 0.2 万/吨

6、），盈利显著增长。 期间费用下降，规模效应显现。2022Q1 年公司期间费用率 7.52%，同 比 下 降 2.23pct ， 其 中 销 售 / 管 理 / 研 发 / 财 务 费 用 率 分 别 为 0.27%/3.37%/2.97%/0.92%，同比-0.50/-1.24/-0.69/+0.22pct。二、动力+储能双重驱动，铁锂量价齐增LFP 正极材料出货量高速增长。据 GGII，2021 年全球 LFP 正极材料出货量 48.5 万吨，同比增长 239%，其中中国 LFP 正极材料出货量为 48 万吨。GGII 预计 2022 年全球 LFP 正极材料出货量有望接近 100 万吨。

7、LFP 正极材料出货量高速增长主要受动力以及储能电池市场高速增长， 且 LFP 电池占比提升带动。2.1 动力电池市场需求景气，LFP 趋势加强动力电池装机量高增长，LFP 渗透率提升。动力电池根据材料类别主要 分为三元、磷酸铁锂、锰酸铁锂、钛酸锂电池等，目前以三元电池和磷 酸铁锂电池为主。从产量看，2022 年 1-3 月，我国动力电池产量累计 100.6GWh，同比累计增长 206.9%，其中磷酸铁锂电池产量累计 62.4GWh，占总产量 62.0%，同比累计增长 317.2%。从装车量看，2022 年前 3 月，我国动力电池装车量累计 51.3GWh，同比累计上升 120.7%。 其中磷

8、酸铁锂电池装车量累计 29.8GWh，占总装车量 58.2%，同比累计 上升 217.9%。磷酸铁锂电池产量、装机量占比分别于 2021 年 5 月、7 月反超三元电池后，保持领先地位。LFP 动力电池装车电量同比增长两倍的主要原因是：1）新能源补贴大幅退坡、新能源汽车市场降本增效进程推进在全面市场化时代，下游客户更注重成本和性价比，部分微型车转用成 本更低的 LFP 电池，Model3/Y、比亚迪汉、宏光 MINI EV 等为代表的 爆款车型销量暴增带动 LFP 电池装车量攀升。2）技术进步，LFP 能量密度显著提升随着行业技术的进步，CTP 高集成动力电池、刀片电池、JTM 电池等锂 离子

9、动力电池制造技术的突破，以及新型磷酸盐系正极材料的技术创新， 磷酸铁锂电池系统的能量密度显著提升，与三元电池的差异日益缩小。 相比于三元材料，磷酸铁锂的优势主要体现在安全性较高、生产成本相 对较低以及循环性能优异等方面。2.2 储能市场发展提速储能市场驶入快车道。据 GGII 公布的数据显示，2020 年全球储能电池 需求规模为26.7GWh，同比增长51.7%，2016-2020年CAGR达37.35%。 储能锂电池出货增长明显。2021 年全球储能锂电池出货量 70GWh，同 比增长 159%，LFP 路线占比超 50%；2021 年中国储能锂电池出货量 48GWh，同比增长 2.6 倍，

10、LFP 路线占比约 98.5%。 2018 以来全球电化学储能市场新增装机规模放大，2020 年新增装机数 量达到为 4.73GW，累计装机数达 14.25GW，同比增长 50%。2.3 总结：量价齐增，市场空间广阔动力+储能双重驱动下，市场空间广阔。经测算，我们预计 22-25 年中 国 LFP 正极材料出货量分别为 98 万吨/151 万吨/214 万吨/283 万吨， 21-25 年 CAGR 为 48%。参考湖南裕能 IPO 第二轮审核问询函回复 中对全球LFP正极材料出货量的计算方法及GGII数据，我们对中国LFP 正极材料出货量的预计方法如下： a1、d1：数据来源于 GGII 对

11、全球动力、储能电池出货量预测； a2、d2：根据 GGII 预计，2022 年全球动力电池出货量为 650 GWh， 中国动力电池出货量为 450 GWh，占比 69%，我们预计中国市场占比维持在 69%。根据 GGII 数据，2021 年全球储能锂电池出货量 70GWh， 其中中国储能锂电池出货量 48 GWh，占比 69%，我们预计该占比维持 在 69%；b：根据 GGII 数据，2021 年中国动力电池 LFP 路线占比 52%，GGII 预计 2022 年占比有望超过 60%，我们保守预计为 58%，之后每年增长 2pct； e：根据 GGII 数据，2021 年中国储能电池 LFP

12、路线占比 98.5%，我们 预计未来维持在 98.5%； h：假设每 GWh 锂离子电池耗用约 0.25 万吨磷酸铁锂正极材料； i：场景拓展及备货系数 i=2021 年实际 j/（g*h）测算，考虑两方面的因 素，其一，上述电池出货量测算仅仅考虑了动力电池和储能电池两种应 用场景，而磷酸铁锂应用场景丰富，还包括轮船、两轮车、叉车、特种 车、电动工具等场景以及换电市场的兴起，系数 i 考虑了应用场景拓展； 其二，系数 i 考虑了电池厂对磷酸铁锂正极材料的备货需求。磷酸铁锂价格攀升，目前仍处于高位。从 10.3 万/吨一路上行至 16.8 万 /吨，上涨幅度达 63%，目前仍保持高位。头部企业集

13、中度提升，德方纳米保持行业龙头地位。据鑫椤锂电，按产 量计算，2020 年 CR3 为 49%，2021 年 CR3 为 52%，头部企业市场集 中度提升。具体来看，德方纳米连续两年稳居行业第一位，21 年市占率 为 21.6%；第二名湖南裕能市占率为 19.8%。三、技术为基，多重布局公司立足铁锂，不断精进技术、开拓产品。技术方面，公司独创的液相 法相对大多商场使用的固相法有产品性能好、能耗低、原材料价格低的 优势；产品方面，开拓差异化产品，推出新型正极材料和补锂添加剂， 有望成为新的增长点。3.1 液相法构建产品及成本优势公司独创“自热蒸发液相合成磷酸铁锂技术”，形成差异化工艺。目前 磷酸

14、铁锂生产技术主要包括固相合成法和液相合成法，大多数企业应用的固相合成法。工艺路线不同会带来产品性能差异和成本差异，其中成 本差异体现在能耗差异和原材料成本差异。1）产品优势公司的液相法为全球首次开发，属于国际领先水平，所得产品倍率性能 及低温性能优、批次稳定性好。相比其他公司生产工艺，液相法生产的 LFP 粒径最小，且产品一致性好，循环寿命更长。液相法将原材料全部 溶解，能够实现分子级的结合，而固相法借助机械混合破碎实现原材料 的混合，由于混合不充分，颗粒细化程度不同，导致产品一致性较差。2）能耗低液相法相对固相法能耗低。液相法将原材料在液体中混合，利用自发热 制备成前驱体，同时因颗粒纳米化也

15、无需球磨等工序，而固相法在制备 前驱体过程中，需要反复研磨、分选、喷雾干燥等工序混合原材料，过 程相对繁琐、能耗高。此外，在进行破碎干燥和烧结等后续工艺时，液 相法烧结温度为 650-680，而固相法烧结温度更高为 700-730。3）原材料价格低LFP 各工艺间的原材料成本差异来自磷源、锂源及铁源的不同。固相法 与液相法磷源相同，都使用碳酸锂；铁源及磷源不同，液相法使用硝酸 铁作为铁源，磷酸一铵作为磷源，而固相法使用磷酸铁，目前磷酸铁价 格维持高位，公司液相法有成本优势。此外，据 2021 年公司环评显示， 公司所用碳酸锂为工业级，而其他公司如湖南裕能所用碳酸锂为电池级， 近一年均价差为 1

16、.04 万元/吨。3.2 布局新型正极磷酸盐，强化竞争力公司于 2021.9 及 2022.1 分别公布 10 万吨及 33 万吨新型磷酸盐系正极 材料项目，该新型材料或将为磷酸锰铁锂。 背景：针对磷酸铁锂电压平台低、能量密度低的缺陷，采用部分 Mn 替 换 Fe 合成磷酸锰铁锂（LiMnxFe1-xPO4）正极材料。LMFP 与 LFP 一 样也属于橄榄石型结构，其中的 PO4 四面体很稳定，从而使 LMFP 具 有优异的热力学和动力学稳定性，同时通过提高电压提升能量密度。相对 LFP 优势：电压高，能量密度高。LMFP 能量密度相对 LFP 提升 10%以上，并且保留了高安全性和低成本的优

17、势。相对三元优势：虽然 具有相近的能量密度，但 LMFP 更安全，材料价格也更便宜。 劣势：导电性差，纯磷酸锰铁锂几乎为绝缘体；低温性能、倍率充放电 性能相对较差;压实密度也相对较低，这些都很大程度地影响了其在动力电池中的应用。经改性技术提高电化学性质后，LMFP 有更强竞争力。LMFP 过去受限 于其较低的导电性能与倍率性能，而随着碳包覆、纳米化、补锂技术等 改性技术的进步，LMFP 电化学性能有望得到改善。研究人员通常采用减小颗粒尺寸、导电物质包覆、体相离子掺杂、材料 结构设计与形貌调控等单一措施或者利用多种措施的协同作用对 LMFP 进行性能改良。根据专利信息，公司采用液相法制备 LMF

18、P，并于 2014、2017 及 2018 年申请 LMFP 改性专利，通过纳米化、表面包覆的措施提升 LMFP 导电 性。2014 专利：磷酸锰铁锂复合正极材料颗粒为纳米级，从缩小一次粒径方 面缩短 Li+和电子的迁移路径，从而提高材料的导电性，改善了材料的电化学性能。采用石墨炔复合技术，相比颗粒表面碳包裹提高磷酸锰铁 锂材料的内部导电性。2017 专利：将导电包覆层前驱体溶液原位包覆磷酸铁锰锂，并在 LMFP 前驱体溶液中添加的所述助剂，使得各金属离子在原子水平均匀分散, 同时起到碳源的作用,以解决现有导电层包覆的磷酸铁锰锂正极材料依 然存在包覆层包覆率低，导电性改善有限而导致电化学性能不

19、理想的问 题。2018 专利：LMFP 复合正极材料，包括由磷酸锰铁锂聚集形成的内核， 和包覆在所述内核表面的外壳镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。LMFP 基复 合正极材料具有高能量密度、良好的低温性能、良好的倍率放电性能和 良好的循环性能。公司开始进行新型磷酸盐系正极材料量产布局。公司于 2021.9 及 2022.1 分别公布 10 万吨及 33 万吨新型磷酸盐系正极材料项目，我们预 计有可能为 LMFP。3.3 布局补锂添加剂产业化，拓展业务领域为何补锂？锂离子电池在首次充电过程中会消耗大量从正极脱出的锂离 子来形成负极表面的 SEI 膜，同时在正常使用过程中也会持续消耗活性 锂，造成电池容

20、量降低及寿命减少。从未来需求看，硅碳负极比容量显 著高于石墨负极，但首次库伦效率低是制约硅碳负极的原因，首次充放 电会有高达 40%左右的 SEI 成膜消耗导致的不可逆容量损失，预补锂技 术有望补齐硅碳负极短板，并伴随硅碳负极放量实现增长。如何补锂？可通过预补充锂的方式弥补容量损失。目前解决方案主要有 两种：正极材料补锂、负极补锂。负极补锂过程中无论是使用锂箔、稳 定化锂金属粉末（SLMP）还是硅化锂粉，都要涉及金属锂的使用，金 属锂价格高、活性大，操作困难，储存与运输要高额的费用用于保护。公司正极补锂剂为铁酸锂（LiFeO4），可适用于各种体系的锂离子电池 正极，能有效提高电池能量密度和循环

21、寿命。相对固相法正极补锂技术 步骤简单易行，适合工业化生产：公司采用溶剂法，能获得粒径较小的 氢氧化铁胶体，更有利于锂盐均匀附着在其表面，因此干燥后仅需一次 烧结处理即可得到纯度较高的铁酸锂，解决了固相法需要多次烧结、烧 结时间长的问题。 公司布局补锂剂项目，推动产业化。公司于 2021 年 9 月 29 日公告，拟 在曲靖经济技术开发区建设“年产 2.5 万吨补锂剂项目”，又于 2022 年 1 月 20 日公告扩产 2 万吨补锂剂。3.4 下游绑定大客户，产能持续扩张公司深度绑定宁德时代。2021 年宁德时代占公司营收达 69.66%，同时 公司不断深化与客户的合作，2021 年宁德时代共同对子公司曲靖麟铁增 资 9 亿元；与亿纬锂能成立合资子公司德枋亿纬。截至 2022 年 2 月，公司正极材料 LFP 产能为 15.5 万吨，在建及拟建产 能为 62 万吨，其中 LFP 产能 18 万吨，新型磷酸盐系正极材料产能 44 万吨，建设完成后公司将合计拥有正极材料产能 77.5 万吨。按照新型磷 酸盐系正极材料比磷酸铁锂能量密度高 10%换算，1 万吨新型磷酸盐系 正极