我國磷酸鐵鋰行業產業鏈分析：下游需求量大 動力電池領域是最主要細分市場

磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池電極材料，化學式為LiFePO4（簡稱LFP），主要用于各種鋰離子電池。

磷酸鐵鋰呈現橄欖石結構，作為電池的正極材料，涂覆在鋁箔與電池正極連接。磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池在充電時，鋰離子（Li+）從正極脫嵌經過電解質進入負極，同時電子（e-）從外電路由正極向負極移動，以保證正負極的電荷平衡；而放電時，鋰離子（Li+）從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極。

磷酸鐵鋰的容量偏低（~170mAh/g），對鋰電壓低，這使得鐵鋰電池單體的“理想質量能量密度”相比于高鎳三元電池有約25%以上差距。安全性、壽命、成本是磷酸鐵鋰的主要優勢。

磷酸鐵鋰的性能由其元素組成和晶體結構決定：磷酸鐵鋰的橄欖石結構具備聚陰離子框架，結構基元是 LiO 6八面體（鋰在體心）、FeO 6 八面體（鐵在體心）和 PO 4 四面體（磷在體心）。磷酸根中強的P-O共價鍵在電池完全充電的狀態下可以穩定氧原子，避免其被氧化釋氧。所以該結構使得磷酸鐵鋰具有很高的安全性和循環壽命。同時，磷酸鐵鋰的鋰離子只擁有一維擴散通道，和層狀材料（鈷酸鋰、三元）的鋰離子二位擴散通道相比，離子電導較低，電子電導也較低。

資料來源：觀研天下數據中心整理

根據觀研報告網發布的《中國磷酸鐵鋰行業現狀深度分析與發展前景研究報告（2022-2029年）》顯示，磷酸鐵鋰其上游主要為鋰源、鐵源、磷源等原材料，下游用作制備鋰離子電池，鋰離子電池主要應用領域可分為動力電池和非動力電池兩大類。其中，在動力電池領域，磷酸鐵鋰主要作為各種型號的純電動、插電混動新能源車動力系統正極材料應用；在非動力電池領域，主要應用在5G基站的儲能、新能源發電端儲能以及輕型動力的鉛酸市場替代等方面。

數據來源：觀研天下數據中心整理

一、上游產業

磷酸鐵鋰的主要原材料包括鋰源、鐵源、磷源等，部分原材料價格需要上游通過上游礦產開采再加工，最終加工成磷酸鐵鋰。產品加工流程長，信息傳遞較快。另外，上游產品屬于礦產和化工等大宗商品受供需因素影響大，且都屬于周期性行業，如果主要原材料價格出現大幅波動，將直接導致磷酸鐵鋰產品成本出現波動，并進而影響企業的盈利能力。

1、鋰源

鋰(Lithium)是一種金屬元素，元素符號為Li，對應的單質為銀白色質軟金屬，也是密度最小的金屬。用于原子反應堆、制輕合金及電池等。鋰電池擁有開路電壓高，比能量高，工作溫度范圍寬，放電平衡，自放電子等優點，在新能源汽車動力電池和儲能領域具有長期需求剛性和需求前景。

由于電極電勢最負，鋰是已知元素(包括放射性元素）中金屬活動性最強的。在自然界中，主要以鋰輝石、鋰云母及磷鋁石礦的形式存在。

就國內鹽湖提鋰現狀而言，規模尚小，利用率不足。根據統計，2017-2020年青海鹽湖提鋰總產量已從2.1萬噸增長至4.9萬噸LCE。，行業平均產能利用率僅為52%（2019年數據），目前行業景氣度居高位，企業研發投入增長，預計隨著技術逐步成熟，鹽湖提鋰產能和利用率有望持續提高。

就鋰資源整體需求結構而言，因其優秀的儲能性質，在電池應用廣泛，是目前應用最廣泛的電池。根據數據顯示，2021年全球74%的鋰用于下游電池生產，2021以來，受益我國新能源汽車產銷量大增，鋰資源需求大增，供給持續偏緊，就現狀而言，目前我國新能源汽車距離滲透率50%仍有較大差距，將推動鋰資源需求持續增長。

數據來源：觀研天下數據中心整理

2、鐵源

磷酸鐵鋰的鐵源主要分為鐵單質（鐵塊）、二價鐵化合物（草酸亞鐵、硫酸亞鐵）以及三價鐵化合物（氧化鐵）。

單質鐵：液相+硝酸法采用鐵塊作為原材料，成本較高。德方納米的鐵源分為自制和外購，自制硝酸鐵采購鐵塊作為鐵源，單價較高。

二價鐵：原料主要是硫酸法鈦白粉副產物，供應量較為充沛。草酸亞鐵路線的鐵源與磷酸鐵路線類似，主要是硫酸亞鐵。作為硫酸法鈦白粉的主要副產物，硫酸亞鐵的產量與鈦白粉產量具有顯著的正向關系。據百川盈孚統計，2021年中國鈦白粉的產量達到379萬噸，同比小幅增長8%，其中硫酸法鈦白粉副產的硫酸亞鐵產量約為千噸級。龍蟒佰利、中核鈦白是國內硫酸法鈦白粉兩大龍頭企業，依托自身副產物原料優勢分別規劃了10萬噸和50萬噸磷酸鐵產能項目，預計2022年下半年分別投產一期5萬噸和10萬噸。

數據來源：觀研天下數據中心整理

3、磷源

液相法多使用磷酸一銨為原料。固相法通常使用磷酸鐵(湖南升華使用磷酸一銨)，間接來自于磷酸或磷酸一銨。

磷化工是以磷礦石為原料，經過物理化學加工制得各種含磷制品的工業，產品主要包括磷肥、含磷農藥、元素磷、磷酸、磷酸鹽、有機磷化物等。

磷肥產業集中度較高。根據中國磷復肥工業協會數據，國內磷肥產量中44%是磷酸二銨，41%是磷酸一銨，為主要磷肥。而國內磷肥一梯隊龍頭企業為云天化和貴州磷化，2019年的市占率分別為17.2%和15.8%，遠高于二梯隊企業新洋豐、湖北宜化、湖北祥云等。根據卓創資訊數據，國內磷酸一銨一梯隊龍頭為湖北祥云、新洋豐，2020年市占率分別為11.5%和10.5%，磷酸二銨格局則更加集中，云天化、貴州開磷為一梯隊龍頭，2020年市占率分別為21.4%和18.7%。

國內磷酸一銨年產量在2000萬噸級別，其中工業級磷酸一銨行業需求量達到百萬噸級，據年報披露，龍頭企業川發龍蟒2020年工業級磷酸一銨產量為36.48萬噸，同比增長52.57%，系全球產銷量最大的工業級磷酸一銨生產企業，出口量超過國內出口總量的50%。

隨著環保監管日趨嚴格，熱法磷酸企業的環保和成本壓力不斷提高，尤其是污染較重的小規模磷酸企業清潔化生產轉型困難，率先停產或退出，致使磷酸有效產能呈下滑趨勢。磷酸表觀消費量基本保持穩定，處于175萬噸的水平；2018年以后產量隨有效產能略有下滑2020年我國磷酸產量為212萬噸，其中38萬噸出口。

數據來源：百川盈孚，觀研天下數據中心整理

二、中游產業

1、市場規模

由于政策因素主導，我國磷酸鐵鋰行業市場規模在2017年-2019年處于下滑趨勢，在2019年降至39.69億元，而隨著2020年新能源汽車補貼大幅度退坡，磷酸鐵鋰行業市場規模快速上升，至2021年達到346.93億元。具體如下：

資料來源：觀研天下數據中心整理

2、供應規模

2019年后，各電池企業陸續推出電池結構優化方案，如寧德時代推出CTP電池、比亞迪推出刀片電池、國軒高科推出JTM電池，通過優化模組結構從而達到提升能量密度的效果。在此背景下，更具性價比的磷酸鐵鋰電池重回大眾視野，2020年下半年起，比亞迪漢、宏光MiniEV、鐵鋰版Model3等爆款車型陸續上市，帶動磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車中的滲透率不斷提升。2021年，中國磷酸鐵鋰行業產量已達到42.18萬噸。

資料來源：觀研天下數據中心整理

3、需求規模

2017年-2019年，國補側重電池能量密度考核。2017年起，國家首次將電池系統能量密度納入考核標準，高能量密度、長續航里程成為新能源汽車企業獲取補貼的重要考核指標，動力電池企業轉向大力開發三元鋰電池，磷酸鐵鋰市場份額大幅下滑。2019年-至今，國補大幅退坡，電池企業陸續推出電池結構優化方案，搭載鐵鋰電池的爆款車型陸續推出，2021年磷酸鐵鋰行業需求量已達到40.20萬噸。

資料來源：觀研天下數據中心整理

4、供需平衡分析

2019年以后，受國補退坡和技術進步影響，隨著國家產業政策對新能源汽車發展政策支持力度不斷加大以及受市場需求推動導致終端需求的不斷增長，大量資本涌入磷酸鐵鋰行業，產能急劇擴張，低端正極材料投資規模已超過市場需求，出現低端產能過剩，高端產能緊張的結構性產能過剩局面。隨著終端應用場景對材料安全性、能量密度等要求越來越高，磷酸鐵鋰行業出現結構性產能過剩。產銷率在2021年降至95.31%，中國磷酸鐵鋰行業保持供需平衡局面。

資料來源：觀研天下數據中心整理

3、市場競爭

目前我國缺乏核心競爭力的中小企業逐漸退出市場，而一些磷酸鐵鋰制造商憑借著前驅體核心制備技術占據著市場主要份額，市場競爭加劇且集中度不斷上升。從生產企業來看，德方納米憑借穩定的客戶渠道和產能優勢，全年產量繼續領跑;國軒高科在儲能和自行車領域開疆拓土，自產鐵鋰需求穩健，緊隨其后;湖南裕能、貝特瑞、湖北萬潤是市場供應的堅實后盾，均呈現快速增長中，潛力較大。2021年，磷酸鐵鋰前四大廠商為湖南裕能、德方納米、龍蟠科技和湖北萬潤，出貨量合計占比達一半以上，呈現較為集中的市場格局。

數據來源：觀研天下數據中心整理

三、下游產業

磷酸鐵鋰主要下游主要是磷酸鐵鋰電池行業，目前，磷酸鐵鋰電池屬于國家重點發展的行業。由于工藝過程、成本控制能力、客戶渠道等已經較為成熟，磷酸鐵鋰電池產品的銷售情況主要取決于下游市場需求的波動。如果磷酸鐵鋰電池的主要應用領域出現市場波動，將對行業造成一定的影響。從目前來看，我國是全球最大的磷酸鐵鋰電池生產國家之一，下游行業需求量大，從成本控制、國家戰略等角度來看，我國對磷酸鐵鋰的需求比較迫切，因此磷酸鐵鋰行業的銷售主要取決于下游的需求情況。

磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料，碳作為負極材料的鋰離子電池，單體額定電壓為3.2V，充電截止電壓為3.6V~3.65V。

充電過程中，磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經電解質傳遞到負極，嵌入負極碳材料；同時從正極釋放出電子，自外電路到達負極，維持化學反應的平衡。放電過程中，鋰離子自負極脫出，經電解質到達正極，同時負極釋放電子，自外電路到達正極，為外界提供能量。

從應用端看，目前磷酸鐵鋰電池在新能源商用車和儲能電池領域滲透率較高，在新能源乘用車領域，國內滲透率約35%，海外部分車廠如大眾、戴姆勒等已開始進行磷酸鐵鋰車型的招標工作，國產磷酸鐵鋰版Model3目前已部分出口歐洲，預計未來歐洲磷酸鐵鋰車型的滲透率將會逐步提升。

從出貨量來看，根據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據，截至2021年磷酸鐵鋰電池的出貨量已經達到117.10GW，預計到2022年將達到225.42GW，相較三元電池領先優勢逐步拉大。

數據來源：中國汽車動力電池產業創新聯盟，觀研天下數據中心整理

其中磷酸鐵鋰在動力電池領域，主要用于新能源汽車的動力系統。根據細分應用領域的不同，磷酸鐵鋰的運用占比也有所不同。從市場規模來看，截至2021年，我國磷酸鐵鋰在動力電池領域的市場規模達202.11億元，同比增長了1028.48%，已成為最主要的細分市場。

數據來源：觀研天下數據中心整理

磷酸鐵鋰在非動力電池領域，主要涉及三個方向的應用：5G基站儲能、新能源發電端儲能以及鉛酸市場替代。從市場規模來看，磷酸鐵鋰在非動力電池領域2021年也呈現爆發式增長，市場規模達到144.81億元，同比增長了298.68%。

數據來源：觀研天下數據中心整理（WWTQ）