磷酸铁锂正极材料行业发展报告2024-2025

汇报人：杨心怡2024-08-012024-2025磷酸铁锂正极材料行业发展报告contents目录定义或者分类特点产业链发展历程政治环境商业模式政治环境contents目录经济环境社会环境技术环境发展驱动因素行业壁垒行业风险行业现状行业痛点问题及解决方案行业发展趋势前景机遇与挑战竞争格局代表性企业01磷酸铁锂正极材料定义定义锂电池主要由正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液以及电池壳体等材料组成。其中，正极材料是锂电池的核心材料之一，其性能直接影响锂电池的能量密度、安全性、寿命和应用等，在锂电池材料成本中占比高达30-40%，是锂电池产业链中规模最大、产值最高的材料。根据材料体系，正极材料可分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。其中，磷酸铁锂是一种由锂源、铁源、磷源和碳源为主要原料，经原料混合、干燥、烧结和粉碎等工序制作而成的橄榄石结构正极材料。磷酸铁锂的分子表达式为LiFePO4，其在锂电池充放电过程中的作用原理为:当锂电池充电时，锂离子Li+从磷酸铁锂正极材料LiFePO4中脱离，穿过电池隔膜和电解液后嵌入负极材料，完成充电过程，失去Li+的LiFePO4变成脱锂产物—磷酸铁FePO4。当锂电池放电时，Li+从负极材料中脱离，穿过电池隔膜和电解液后回到正极材料，FePO4在Li+嵌入后变回LiFePO4，完成放电过程。磷酸铁锂正极材料定义02产业链锂源、铁源、磷源、气流粉碎机、辊道炉上游中游产业链010203中国磷酸铁锂正极材料行业产业链分为三部分:产业链上游环节主要参与者为锂源、铁源、磷源、碳源等磷酸铁锂原材料的生产企业和磷酸铁锂制备设备供应商。产业链中游环节主体为磷酸铁锂正极材料生产企业。产业链下游环节主体为锂电池生产企业。锂源、铁源、磷源、气流粉碎机、辊道炉生产企业动力锂电池应用、储能锂电池应用、其他锂电池应用生产企业动力锂电池应用、储能锂电池应用、其他锂电池应用下游行业产业链产业链上游概述中国磷酸铁锂正极材料行业产业链上游主要参与者为磷酸铁锂原料供应商，原料供应商提供锂源、铁源、磷源、碳源等化工材料。其中，锂源材料指碳酸锂和氢氧化锂等锂盐。铁源材料指磷酸铁、氧化铁、草酸亚铁和硝酸铁等铁盐。磷源材料指磷酸、磷酸二氢铵等磷酸盐。碳源材料是制备磷酸铁锂所需的辅助和包覆材料，包括葡萄糖、蔗糖等有机物和炭黑、碳纳米管等导电炭。原材料成本占磷酸铁锂生产总成本的70%，降低原材料成本是降低磷酸铁锂成本的关键。在磷酸铁锂原材料中，铁源、磷源和碳源材料是钢铁、化工等传统工业领域的常规或基础材料，其上游原料在自然界中广泛分布，供应规模庞大、价格相对低廉。锂源材料的上游为价格昂贵的金属锂，因而碳酸锂、氢氧化锂等锂盐是磷酸铁锂中单价最高的原材料，占原材料成本的比例超过50%。根据磷酸铁锂制备工艺的差异，具体原材料的选择有所不同。如固相合成法多以碳酸锂为锂源材料，液相法多以氢氧化锂为锂源材料。以目前普遍使用的固相合成法—碳热还原法为例，碳热还原法主要以电池级碳酸锂和磷酸铁锂前驱体—磷酸铁为基本原料，以蔗糖、葡萄糖或炭黑等为添加剂制作而成。电池级碳酸锂占原材料成本比例超过50%，磷酸铁占原材料成本比例超过30%，蔗糖、炭黑、氮气等其他辅助材料占原材料成本比例低于15%。行业产业链产业链中游概述行业产业链产业链下游概述中国磷酸铁锂正极材料行业产业链下游主要参与者为磷酸铁锂电池制造企业。下游电池制造企业对锂电池正极材料比容量、压实密度、循环寿命等性能和安全性及成本等方面的要求推动了磷酸铁锂应用和技术升级。根据电池应用领域，锂电池可分为动力锂电池、储能锂电池和3C数码锂电池。磷酸铁锂以其较高的循环寿命和良好安全性等优势，更适合作为动力锂电池和储能锂电池的正极材料。不同类型锂电池对磷酸铁锂的特性要求有所差异。动力锂电池在磷酸铁锂的比容量、倍率性能、压实密度、循环寿命等方面均提出较高要求。储能锂电池在磷酸铁锂的循环寿命和成本方面要求较高，对磷酸铁锂的倍率和压实密度要求相对低。因此，磷酸铁锂的制备需根据不同应用领域要求选择工艺。例如，对循环寿命要求高而对倍率无严苛要求的储能锂电池而言，磷酸铁锂纳米化和表面处理的需求较低。03发展历程04政治环境描述检验检疫总局\标准化管理委员会:《GB/T30835-2014锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》:规定了锂离子电池炭复合磷酸铁锂正极材料的术语和定义、分类和代号、技术要求、试验方法、检测规则及包装等内容工信部、汽车工程协会:《节能与新能源汽车技术路线图》:到2020年、2025年、2030年，中国新能源汽车年销量占汽车总销量的比例将分别达到7%以上、15%以上和40%以上:《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》:到2020年，实现新能源汽车年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆，整体技术水平保持与国际同步，形成一批具有国际竞争力的新能源汽车整车和关键零部件企业政治环境1政治环境1检验检疫总局\标准化管理委员会《GB/T30835-2014锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》:规定了锂离子电池炭复合磷酸铁锂正极材料的术语和定义、分类和代号、技术要求、试验方法、检测规则及包装等内容工信部、汽车工程协会《节能与新能源汽车技术路线图》:到2020年、2025年、2030年，中国新能源汽车年销量占汽车总销量的比例将分别达到7%以上、15%以上和40%以上《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》:到2020年，实现新能源汽车年产销200万辆以上，累计产销超过500万辆，整体技术水平保持与国际同步，形成一批具有国际竞争力的新能源汽车整车和关键零部件企业05商业模式06经济环境我国经济不断发展，几度赶超世界各国，一跃而上，成为GDP总量仅次于美国的唯一一个发展中国家。我国经济赶超我国人口基数大，改革开放后人才竞争激烈，大学生就业情况一直困扰着我国发展过程中。就业问题挑战促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，个人需提前做好职业规划、人生规划。公平就业关注经济环境经济环境2今年原材料价格普遍上涨,各体系正极材料从7月初开始到11月4号,涨价幅度基本上在40%左右,电解液也出现了一定幅度的上涨,磷酸铁锂材料涨价幅度高达671%,但是单价与三元正极材料相比优势依旧十分明显。11月5日,国内电池级正磷酸铁均价为35万元/吨,相比年初价格翻倍;动力型磷酸铁锂均价为7万元/吨,相比年初上涨约118%。市场对磷酸铁锂电池的追捧,以及磷酸铁锂价格的迅速走高,吸引了众多锂电企业扩大布局。2021年1-8月份我国磷酸铁锂产量297万吨,进口量0.1万吨,表观消费量201万吨,同比增长2512%。2021年初磷酸铁锂价格70万元/吨,2021年11月15日报90万元/吨,较年初上涨140%由于磷酸铁锂电池能量密度迎来技术突破,拥有低成本及高安全性优势的磷酸铁锂电池开始东山再起,产量、装机量迅速回升,甚至频频超越三元电池。受下游市场的大幅带动,六氟磷酸锂无疑成为了2021年的香饽饽磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。经济发展环境07社会环境关注就业公平与提前规划促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，对于个人来说提前做好职业规划、人生规划也是人生发展的重中之重。政治体系与法治化进程自改革开放以来，政治体系日趋完善，法治化进程也逐步趋近完美，市场经济体系也在不断蓬勃发展。总体发展稳中向好我国总体发展稳中向好，宏观环境稳定繁荣，对于青年人来说，也是机遇无限的时代。就业问题与人才竞争我国人口基数大，就业问题一直是发展过程中面临的挑战，人才竞争激烈，大学生毕业后就业情况、失业人士困扰国家发展。当前的环境下我国经济不断发展赶超世界各国，成为第二大经济体我国经济不断发展，几度赶超世界各国，一跃而上，成为GDP总量仅次于美国的唯一一个发展中国家。就业问题与人才竞争我国人口基数大，就业问题一直是发展过程中面临的挑战，人才竞争激烈，大学生毕业后就业情况、失业人士困扰国家发展。关注就业公平与提前规划促进社会就业公平问题需持续关注并及时解决，对于个人来说提前做好职业规划、人生规划也是人生发展的重中之重。08技术环境技术驱动技术环境的发展为行业带来了新的机遇，是行业发展的重要驱动力。创新动力技术环境的不断创新和进步，为行业的创新发展提供了有力支持。人才需求技术环境的发展促进了人才的需求和流动，为行业的人才队伍建设提供了机遇。团队建设技术环境的发展要求企业加强团队建设，提高员工的技能和素质，以适应快速变化的市场需求。合作与交流技术环境的发展促进了企业间的合作与交流，推动了行业的整体发展。技术环境010203040509发展驱动因素发展驱动因素我国高度重视战略性新兴产业的培育发展和节能减排工作的推进落实，围绕相关方针战略，中央部委陆续出台了《重点新材料首批次应用示范指导目录（2017)》、《产业结构调整指导目录(2019年本)》等，对锂离子电池正极材料市场的进一步发展具有直接、重要的意义。针对新能源汽车行业，政府也出台了一系列政策、规划，对于进一步扩大锂电池下游终端市场，拉动锂电池需求稳定持续增长具有重要作用。政策支持正极材料市场集中度处于较低水平。正极材料为动力电池产业链的关键环节，新进入者众多。一方面下游动力电池厂商出于产品质量、供应链保障等考虑，会自产部分正极材料；另一方面，上游原材料厂商和回收企业具有资源优势，也会向下布局，一定程度上挤占正极材料厂商的市场空间。目前磷酸铁锂成本优势显现、三元材料向高镍低钴趋势发展、新型材料逐渐受到市场关注，不同技术路线均有其应用领域，正极材料市场格局有待重塑。2016年以来，中国正极材料市场竞争较为激烈，行业集中度处于较低水平，CR3基本维持在22%左右，CR5未超过35%。根据EVTank数据，2021年正极材料整体市场集中度仍然较低，前十名企业市场份额低于50%，市场格局尚未形成。市场格局尚未稳定，新进入者增加中国新能源汽车行业过去的快速发展主要由政策驱动。为推动新能源汽车应用普及，引导新能源汽车技术发展，中国政府采取扶优扶强策略，即以动力电池能量密度、续航里程、汽车尺寸、载重等技术指标为依据发放政策补贴，技术指标越高，补贴越高。在此背景下，三元锂电池以其先天的能量密度等性能优势受到整车企业青睐，市场需求快速增加。随着中国新能源汽车政策补贴的不断退坡，新能源汽车的发展逐渐由市场驱动，磷酸铁锂电池将以其成本低、安全性好的优势获得众多整车企业优先选择，磷酸铁锂正极材料获得发展动力，需求量将稳步回升。新能源汽车政策补贴退坡，市场因素拉动磷酸铁锂需求回升中国电化学储能行业处于商业化快速发展期，在中国电化学储能相关政策驱动和下游应用需求刺激下，中国电化学储能市场蓬勃发展，为磷酸铁锂正极材料行业带来发展机遇。伴随中国电化学储能市场的快速增长，磷酸铁锂电池将以其性能和成本的综合优势，成为储能电池的最佳选择，磷酸铁锂正极材料将迎来明朗的发展前景。锂电池储能空间庞大，磷酸铁锂潜在增长空间可观10行业壁垒11行业风险12行业现状市场情况描述行业现状磷酸铁锂制备方法众多，可根据制备过程中材料的反应状态分为固相合成法和液相合成法。固相合成法制备磷酸铁锂即通过固体原材料之间的物理化学反应生成磷酸铁锂产物，包括高温固相反应法、碳热还原法、微波合成法等。液相合成法制备磷酸铁锂即首先将原材料制备为溶液，通过不同溶液混合后产生的化学反应生成磷酸铁锂产物，包括溶胶-凝胶法、水热合成法、溶剂热合成法、沉淀法等。在中国磷酸铁锂正极材料行业中，固相合成法-碳热还原法以其工艺相对简单、成熟度高等优势，是目前90%以上的企业采用的制备方法，以该方法制备的磷酸铁锂占磷酸铁锂总出货量近80%。除此以外，行业头部企业德方纳米自主研发的自热蒸发液相合成法是磷酸铁锂市场中的另一制备方法，以该方法制备的磷酸铁锂占磷酸铁锂总出货量约20%。根据不同制备方法，磷酸铁锂的制备流程有所差异，对应设备也有所区别。以目前多数企业采用的固相法-碳热还原法和行业头部企业德方纳米采用的液相法-自蒸发液相合成法为例，两种制备方法制备流程和设备有所差异。相比而言，碳热还原法制备流程较长，但设备更加常规，且制备条件更加可控。自热蒸发液相合成法制备流程较短，但反应釜等设备在制备过程中的控制条件更严苛，且该设备一次性产出物较少，因此设备需求量大，设备投资更大。行业现状01市场份额变化2017年以前，受益于中国新能源汽车销量的快速增加及磷酸铁锂电池渗透率的上升，磷酸铁锂正极材料行业市场规模增长迅猛。自2017年起，新能源汽车市场结构调整，磷酸铁锂电池市场规模回落。总体而言，2014年至2018年，中国磷酸铁锂正极材料行业市场规模（按销售额统计）从6亿元人民币增长至32亿元人民币，年复合增长率为68%。随着中国新能源汽车政策补贴逐步取消，新能源汽车行业的发展完全由市场导向。锂电池正极材料市场的发展将更加理性。具备成本优势的磷酸铁锂将重获需求增长动力。2018至2023年中国磷酸铁锂正极材料行业市场规模年复合增长率将维持在13%，到2023年增长至75亿元人民币。动力电池、储能电池的高速发展需要相应的锂电池上游材料相匹配。经过十多年的发展，我国已经成为全球锂离子电池正极材料最主要的生产国之一。根据中国有色金属工业协会锂业分会统计数据，2021年，中国正极材料总产量约1117万吨，同比增长100.78%，其中三元材料产量为405万吨，同比增加1062%，磷酸铁锂产量491万吨，同比增加1874%。三元材料和磷酸铁锂的占比合计超过80%，且均快速增长。行业现状02市场情况根据中国工信部历年发布的新能源汽车车型目录，2014至2019年10月，中国纯电动客车电池平均能量密度持续上升。即便在政策补贴显著退坡的2019年，纯电动客车电池平均能量密度仍然保持提升。由于磷酸铁锂电池占据纯电动客车市场90%以上的份额，纯电动客车能量密度的提升基本体现了磷酸铁锂电池不断突破能量密度的趋势。2019年8月，比亚迪表示将于2020年推出新款磷酸铁锂电池，体积能量密度相比当前产品提升50%。国轩高科于2019年完成磷酸铁锂单体电池能量密度190Wh/Kg的产品升级，并向200Wh/Kg方向突破。在此背景下，磷酸铁锂正极材料的比容量、压实密度等性能指标有望持续突破，工艺技术将进一步升级。行业现状磷酸铁锂原材料成本优势明显由于正极材料成本是锂电池最主要成本，正极材价格对锂电池价格产生主要影响。相比三元锂电池，原材料成本低廉的磷酸铁锂池具备价格优势，市场份额有望逐步增加，磷酸铁锂需求将随之回升，进而推动业发展。01新能源汽车政策补贴全面退坡，装配高成本三元动力锂电池的热度降低近三年，中国新能源汽车政策补贴退坡明显，新能源乘用车、客车、货车和专用车补贴全面退坡。相比2018年，2019年的新能源乘用车补贴上限退坡幅度最高达100%，新能源客车补贴上限退坡幅度最高超过55%，新能源货车和专用车补贴上限退坡幅度最高达80%。0213行业痛点行业痛点010203近五年，中国GDP增长速度放缓。宏观经济下行的压力将影响社会消费行为，汽车等耐用消费品市场景气度降低的风险上升。作为磷酸铁锂电池的最主要应用领域，汽车市场需求的疲软将传导至产业链上游，受此影响，磷酸铁锂正极材料需求的增长可能不及预期。宏观经济波动风险磷酸铁锂正极材料中成本占比最大的为锂源材料。近两年，锂源材料市场价格大幅下探。锂源材料最终上游为锂矿及盐湖锂资源，该类资源及其市场被国际大型企业垄断。若国际大型企业大幅减产，锂资源供应压力将传导至下游锂源材料市场，导致市场价格上涨。原材料价格的上行压力将影响磷酸铁锂正极材料行业利润。原材料价格波动风险伴随中国新能源汽车政策补贴的全面退坡和取消，动力锂电池产品价格的下降趋势难以避免，磷酸铁锂正极材料企业等产业链各环节参与者毛利率下滑压力增加。若磷酸铁锂正极材料企业无明显产品技术升级和生产成本降低等方面的突破，企业存在产品毛利率进一步下滑的风险。毛利率下滑风险14问题及解决方案15行业发展趋势前景行业发展趋势前景描述磷酸铁锂性能突破日趋关键:随着中国新能源汽车补贴的进一步滑坡，中国动力锂电池行业的发展逐渐进入完全由市场导向的新时期。锂电池及其正极材料类型的选择将更加基于成本和性能的综合考虑。作为拥有成本优势但缺乏性能优势的锂电池正极材料，磷酸铁锂将不断向更高性能方向突破。降本趋势明确，技术升级打开未来空间:原料占比超80%，是行业主要降本方向。根据各公司公告，磷酸铁锂正极材料成本中，原材料占比超过80%，其中锂源占比超70%、磷源占比超10%。原材料占比较高，原料布局是产业未来降本的重要发展方向。目前磷化工与钛白粉等企业均从磷源与铁源方向布局，通过延伸产业链打造成本优势。锂源成本占比高，如果获得突破将成为磷酸铁锂最重要的降本方向。新技术进步是未来2年最大看点:磷酸铁锂仍有技术进步空间。磷酸铁锂材料经过20余年发展，已经是较为成熟和稳定的电池材料体系；目前针对磷酸铁锂性能的改进，未来主要以磷酸锰铁锂等方向。根据高工锂电与德方纳米公司公告信息，磷酸锰铁锂较磷酸铁锂能量密度高15%-20%，电芯单体质量能量密度达到220-230Wh/kg，体积能量密度达到460-480Wh/L，与三元NCM5系高电压基本一致，是磷酸铁锂未来最重要的发展方向。锰铁锂有望打开铁锂未来市场空间:2021-25年磷酸盐系正极需求复合增速86%，其中磷酸锰铁锂需求113万吨。基于中性假设，随着磷酸锰铁锂从2022年开始量产，2023年正式开始大规模拓展市场，我们2025年全球磷酸铁锂&磷酸锰铁锂正极需求有望达到283万吨，对应2021-2025年年复合增速86%，明显快于电动车行业电池需求增速；其中，2025年磷酸铁锂需求170万吨，磷酸锰铁锂需求113万吨。锰铁锂作为全新电池材料，有望在动力电池与储能电池领域得到广泛应用。行业发展趋势前景磷酸铁锂性能突破日趋关键随着中国新能源汽车补贴的进一步滑坡，中国动力锂电池行业的发展逐渐进入完全由市场导向的新时期。锂电池及其正极材料类型的选择将更加基于成本和性能的综合考虑。作为拥有成本优势但缺乏性能优势的锂电池正极材料，磷酸铁锂将不断向更高性能方向突破。降本趋势明确，技术升级打开未来空间原料占比超80%，是行业主要降本方向。根据各公司公告，磷酸铁锂正极材料成本中，原材料占比超过80%，其中锂源占比超70%、磷源占比超10%。原材料占比较高，原料布局是产业未来降本的重要发展方向。目前磷化工与钛白粉等企业均从磷源与铁源方向布局，通过延伸产业链打造成本优势。锂源成本占比高，如果获得突破将成为磷酸铁锂最重要的降本方向。新技术进步是未来2年最大看点磷酸铁锂仍有技术进步空间。磷酸铁锂材料经过20余年发展，已经是较为成熟和稳定的电池材料体系；目前针对磷酸铁锂性能的改进，未来主要以磷酸锰铁锂等方向。根据高工锂电与德方纳米公司公告信息，磷酸锰铁锂较磷酸铁锂能量密度高15%-20%，电芯单体质量能量密度达到220-230Wh/kg，体积能量密度达到460-480Wh/L，与三元NCM5系高电压基本一致，是磷酸铁锂未来最重要的发展方向。锰铁锂有望打开铁锂未来市场空间2021-25年磷酸盐系正极需求复合增速86%，其中磷酸锰铁锂需求113万吨。基于中性假设，随着磷酸锰铁锂从2022年开始量产，2023年正式开始大规模拓展市场，我们2025年全球磷酸铁锂&磷酸锰铁锂正极需求有望达到283万吨，对应2021-2025年年复合增速86%，明显快于电动车行业电池需求增速；其中，2025年磷酸铁锂需求170万吨，磷酸锰铁锂需求113万吨。锰铁锂作为全新电池材料，有望在动力电池与储能电池领域得到广泛应用。16机遇与挑战17竞争格局竞争格局中国磷酸铁锂正极材料市场参与者可分为三类:（1）从事金属盐加工的化工企业。原为磷酸铁锂正极材料产业链上游-磷酸铁锂前驱体供应商。随着磷酸铁锂市场规模扩大，该类掌握核心原材料的企业向产业链中游布局，如湖北万润、安达科技等；（2）专门从事磷酸铁锂制备的锂电池材料企业。该类企业在磷酸铁锂制备方面具备经验优势和丰富的技术积累，如德方纳米、贝特瑞等；（3）锂电池生产制造的企业。该类企业通过对外投资锂电池材料企业或直接拓展锂电池材料业务的方式参与产业链中游环节，具备雄厚的资金实力和产业链整合能力，如比亚迪、国轩高科等。根据在中国磷酸铁锂正极材料行业从业9年，曾就职于行业头部企业并从事磷酸铁锂采购和工艺研发的专家表示，目前磷酸铁锂市场低水平竞争情况减少，缺乏核心竞争力的中小企业逐渐退出市场，而掌握前驱体核心制备技术的上游原材料供应商和产业链整合能力的下游锂电池制造商有序地布局中游磷酸铁锂正极材料制备环节。未来中国磷酸铁锂正极材料市场将形成以技术、产业链上下游资源为主导的良性竞争局面。磷酸铁锂产能将逐渐向具备核心技术和产业链资源优势的头部企业集中。竞争格局（1）从事金属盐加工的化工企业。原为磷酸铁锂正极材料产业链上游-磷酸铁锂前驱体供应商。随着磷酸铁锂市场规模扩大，该类掌握核心原材料的企业向产业链中游布局，如湖北万润、安达科技等；（2）专门从事磷酸铁锂制备的锂电池材料企业。该类企业在磷酸铁锂制备方面具备经验优势和丰富的技术积累，如德方纳米、贝特瑞等；（3）锂电池生产制造的企业。该类企业通过对外投资锂电池材料企业或直接拓展