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1、2022-2025年深度行業分析研究報告 證券研究報告*目錄C O N T E N T S成本測算分析:略高于LFP,明顯低于三元02全球市場:樂觀預期下2025年空間超500億元,23-25CAGR為126.64%03磷酸錳鐵鋰進化之道01龍頭積極布局,量產推進043證券研究報告*磷酸錳鐵鋰進化之道01.4證券研究報告*正極材料平均電壓(V vs.Li+/Li)理論比容量(mAh/g)活化能(eV)擴散系數(m2/s)導電率S/cm磷酸鐵鋰(LiFePO4)3.41700.6101610141010108磷酸鈷鋰(LiCoPO4)4.81670.62/磷酸鎳鋰(LiNiPO4)5.21670
2、.61/磷酸錳鋰(LiMnPO4)4.11710.6510161010圖表:橄欖石結構磷酸鹽各正極材料的性能對比資料來源:磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,高比能正極材料復配應用研究,民生證券研究院 磷酸鹽基正極材料LiMPO4屬于聚陰離子型正極材料,為正交晶系呈橄欖石結構,M可由Fe、Mn、Co、Ni等元素組成。其中,磷酸鈷鋰(4.8V)和磷酸鎳鋰(5.2V)充放電平臺過高,已超過傳統電解液所能承受的最大電壓平臺(4.5V),難以被商業化應用,而磷酸錳鋰LMP和磷酸鐵鋰LFP可適配現有電解液體系,具備商業應用基礎。1)磷酸鐵鋰LiFePO4:具備易合成、高安全性、長壽命和低成本等優勢
3、,但由于Fe3+/Fe2+相對于Li+/Li的電極電勢僅為3.4V,材料能量密度較低,雖目前受益于各種物理封裝技術的革新,短板有所彌補,但LFP材料能量密度已接近理論值“天花板”。2)磷酸錳鋰LiMnPO4:相較于LFP,比容量接近,但LMP相對于Li+/Li的電極電勢為4.1V,高于LFP(3.4V)。但LMP材料禁帶寬度高達2eV,電子躍遷能隙較大,電導率和鋰離子擴散系數極低(低于LFP兩個數量級),電化學性能極差,近似“絕緣體“。3)由于LiMnPO4和LFP有相同結構,Fe和Mn可以任意比互溶形成固溶體,當Mn元素替代LFP中部分Fe時,即為磷酸錳鐵鋰。01LMFP發展契機:現有橄欖石
4、結構磷酸鹽正極材料存在應用瓶頸5圖表:橄欖石LiMPO4的晶體結構資料來源:高比能鋰離子電池正極及鋰硫電解液的制備和改性研究,民生證券研究院證券研究報告*LMFP可利用Mn和Fe的協同效應,結合磷酸鐵鋰(穩定的電化學性能)和磷酸錳鐵鋰(高電壓)優勢,兼顧高能量密度與高安全性,同時其電壓平臺(4.1V)可適配常規電解液,這為切入市場提供契機。第一,往LFP中摻Mn,有以下作用:1)Mn2+的半徑略大于Fe2+的半徑,往LFP進行錳元素的摻入,可擴寬鋰離子擴散通道,提升鋰離子擴散系數;2)Mn摻雜可使材料晶粒細化且增大LFP晶胞體積,利于鋰的脫嵌;3)降低電荷轉移阻抗,降低材料極化,提高材料倍率性
5、能;4)提升材料的低溫性能;5)電池材料可逆性增加,放電平臺增加。同時,鐵的電子躍遷能隙小于錳,可增加材料電導率。第二,LMFP材料理論能量密度比LFP高20%。由質量能量密度(Wh/kg)=電池克容量(mAh/g)工作電壓 可知,在克容量相近的條件下,電壓越大,質量能量密度越大。由此,可計算出LMFP理論質量能量密度為697 Wh/kg,高于LFP20%。01磷酸錳鐵鋰:兼顧高能量密度與高安全性6圖表:LMFP結構示意圖資料來源:磷酸錳鐵鋰基正極材料的組成調控、制備優化與電化學性能研究,星恒官網,民生證券研究院圖表:LMFP質量能量密度較LFP提升20%注:LFP能量密度=3.4V170mA
6、h/g;LMFP能量密度=4.1V170mAh/g資料來源:磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,民生證券研究院5786970100200300400500600700800LFPLMFP提升20%證券研究報告*鐵和錳離子半徑相近,易形成固溶體,實現原子級別的混合。材料中錳鐵比例的不同,會帶來電化學性能上的差異,第一,錳含量過低:LMFP材料平臺電壓提升不夠明顯,影響材料的能量密度。第二,錳含量過高:易促成姜泰勒效應,導致材料晶格畸變,錳溶出與電解液發生反應,影響材料穩定性與容量保持率。其中,當磷酸錳鐵鋰(M14)中的x0.8時,材料容量迅速衰減,富錳結構不穩定,電化學性能較差。第三,當錳
7、鐵比為6:4時,其充放電平臺接近錳鐵比為8:2或7:3的水平且較為平緩。同時,錳鐵比為6:4時,容量明顯高于錳鐵比為8:2或7:3時的水平。由此,我們預計錳鐵比為6:4時,LMFP材料綜合性能可達最優化水平。01磷酸錳鐵鋰:錳鐵比例的不同,帶來電化學性能上的差異7圖表:當錳鐵比為8:2時,材料放電比容量迅速衰減;錳鐵比為10:0,幾乎不存在明顯充放電電位平臺資料來源:鋰離子電池正極材料LMFP的制備與性能研究謝輝,民生證券研究院LiMn0.8Fe0.2PO4LiMnPO4注:左圖為不同錳鐵比例下充放電平臺的變化;右圖為不同錳鐵比例下1C電流密度下LMFP放電循環曲線資料來源:碳摻雜的磷酸錳鐵鋰
8、鋰離子電池正極材料的制備和改性研究-林文忠,民生證券研究院圖表:當錳鐵比為6:4時,其充放電平臺接近錳鐵比為8:2或7:3的水平且較為平緩。同時,錳鐵比為6:4時,容量明顯高于錳鐵比為8:2或7:3時的水平證券研究報告*圖表:較LFP,LMFP具備更高電壓平臺,更高能量密度,以及更優的低溫性能資料來源:廈鎢新能募集書,GGII,孚能科技定增書,磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,民生證券研究院01磷酸錳鐵鋰:與三元和LFP對比情況8項目磷酸鐵鋰(LiFePO4)磷酸錳鐵鋰(LMFP)鎳鈷錳酸鋰(NCM)晶體結構橄欖石結構橄欖石結構層狀理論克容量(mAh/g)170170270-278電壓
9、范圍(V)3.44.13.7理論質量能量密度(Wh/kg)5786971000左右壓實密度(g/cm3)2.20-2.602.3-2.43.40-3.80循環壽命(次)2000-60002000-3000800-2000低溫性能較差一般,優于LFP好高溫性能好不如LFP,但優于三元一般隨Ni含量變高而變差 1)能量密度:三元LMFPLFP。LMFP工作電壓4.1V,理論能量密度高于LFP近20%,但仍與三元存在一定差距。2)壓實密度:三元LFPLMFP。三元材料真密度更高(可達4.8g/cm3),壓實密度也相對更高;據GGII數據,目前LMFP壓實密度范圍在2.3-2.4,后續隨著納米化材料改
10、性路徑的推進,有望進一步提升。3)循環壽命:LFPLMFP三元。橄欖石型結構晶格穩定性優于層狀。由此,LMFP和LFP循環壽命均優于三元;LMFP存在姜泰勒效應(晶格畸變與錳溶出會與電解液發生反應)導致循環壽命不如LFP。4)高溫性能:LFPLMFP三元。高溫下錳元素會較快溶解到電解質中,促使容量出現衰減問題;低溫性能:三元LMFPLFP。錳元素的摻雜可提高LFP的低溫性能,Mn摻雜可將材料晶粒細化,材料電化學脫嵌鋰能力顯著提升。證券研究報告*磷酸錳鐵鋰:制備路線與LFP相似,液相法更適配01資料來源:磷酸錳鐵鋰正極材料電化學性能研究,非化學計量磷酸錳鐵鋰的制備與電化學性能研究,LMFP材料的
11、制備及其改性研究,民生證券研究院圖表:LMFP制備方法01 固相法:是最傳統的方法,工藝簡單,利于批量生產,但不易控制產品的粒度及分布,均勻性較差。其中,高溫固相法最具代表性。液相法:產成品一致性更好,更能緩解錳溶出等問題,更易形成均一的固溶體,利于鋰離子的脫嵌材料,能量密度更高。但工藝更為復雜,成本較高。由此,液相法更適配LMFP,使用該方法進行量產的企業可構筑其工藝技術壁壘??煞譃槿苣z-凝膠法、水熱法、溶劑熱法、共沉淀法以及噴霧干燥法。9類別類別工藝流程優勢劣勢固相法高溫固相法將原材料球磨混合均勻后干燥,然后在惰性氣體保護的管式爐中,以某一升溫速率在 一定溫度下煅燒,獲得預期尺寸形貌工藝簡
12、單、生產量大、利于大批量工業生產合成溫度高、合成時間長、不易控制產品的粒度及分布和形貌,均勻性差液相法溶膠-凝膠法將反應原料按照一定比例溶于水中,加入絡合劑和抗氧化劑,在惰性氣體氛圍中,于一定穩定通過調節PH使溶液逐漸凝膠化,進而得到前驅體根據最終產物的元素比例,搭配反應物的比例;在相對較低的條件下,可以避免雜質的介入,產物更純合成周期長,不易于干燥且干燥收縮大,操作復雜,工業化難度較大水熱法通過原料化合物與水在一定的溫度和壓力下進行反應,并生產目標化合物的一種粉體制備方法較固相合成法,水熱法具有成本低、能耗低等優點反應條件要求苛刻,反應物加入順序會對產品形貌影響較大,工業難度大溶劑熱法用有機
13、溶劑或水與有機溶劑的混合物代替水做介質,采用類似于水熱合成的原理制備納米微粉可控制粒子的尺寸大小,且大小均勻,無雜質實驗條件苛刻,需在高溫高壓條件下進行,工業難度大共沉淀法將適當的原材料(可溶性亞鐵鹽、錳鹽、鋰鹽、磷酸鹽等)混合后,外加沉淀劑生成沉淀,后經干燥、煅燒等步驟后得到產物組分間比例較為恒定,分布較為均勻,其分散性和均勻性較好(與固相法相比最大的優勢)納米級沉淀過濾困難、離子行為復雜、控制結晶難度大和廢液需要處理噴霧干燥法通過將原材料充分混合均勻,用壓力噴霧干燥機進行造粒并干燥,并將產物直接燒結制備出所需要的產物材料干燥速度十分迅速;干燥過程中液滴溫度不高,產品質量較好,生產過程簡化,
14、能適應工業大規模生產要求,實現連續化大規模生產蒸發強度小,干燥塔體積較大,廢棄中夾帶的微粒較多(約20%),回收微粒裝置要求較高證券研究報告*磷酸錳鐵鋰:主流企業多使用液相法進行LMFP制配01資料來源:各公司專利整理收集,民生證券研究院0110 從專利情況上看,容百科技為(固相法-高溫固相法);寧德時代(液相法-水/溶劑熱法);比亞迪(液相法-噴霧干燥法);德方納米(液相法-溶膠凝膠法與水/溶劑熱法;當升科技(液相法-共沉淀法)。證券研究報告*磷酸錳鐵鋰:主流企業多使用液相法進行LMFP制配01資料來源:各公司專利整理收集,民生證券研究院0111 從專利情況上看,容百科技為(固相法-高溫固相
15、法);寧德時代(液相法-水/熱溶劑法);德方納米(液相法-溶膠凝膠法/水/溶劑熱法;當升科技(液相法-共沉淀法);比亞迪(液相法-噴霧干燥法)。證券研究報告*圖表:LMFP材料鋰離子擴散速率以及電導率低于三元和LFP資料來源:磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,民生證券研究院 LMFP雖較LFP具備更高能量密度、更高工作電壓,但存在以下三個痛點:痛點一:電子電導率低、鋰離子擴散速率較低。從與其他材料性能對比情況可知,LMFP電導率僅1013S/cm、鋰離子擴散速率為10152/S;分別為LFP的1/10倍和1/10000倍。相比于LFP0.3 eV 的躍遷能隙,電子在LMFP中躍遷能隙高
16、達2eV,基本屬于絕緣體,導致其電子電導率及離子遷移率低。痛點二:壓實密度較小,影響能量密度發揮。從與三元正極材料粒度分布比較情況可知,LMFP材料D50粒度僅為三元粒度的一半不到,材料顆粒較小,導致壓實密度較低,進而影響整體材料的能量密度表現。同時,一次粒徑過小會導致顆粒比表過高,制備電池極片時不得不大量使用粘結劑,導致成本增加和極片主含量降低。01磷酸錳鐵鋰:材料存在三大痛點12性能參數結構層狀材料尖晶石橄欖石橄欖石三元錳酸鋰LFPLMFP鋰離子擴散速率(2/S)10910101014電導率(S/cm)103106109資料來源:磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,民生證券研究院圖表
17、:LMFP粒度大小明顯低于三元材料證券研究報告*痛點三:Mn3+的姜泰勒(John-Teller)效應。以LiMnPO4充放電過程為例,充電過程:+(1-x)鋰離子從LiMnPO4中脫出,Mn2+被氧化成Mn3+;放電過程:+(1-x)鋰離子嵌入MnPO4中,Mn3+被還原成Mn2+;由于Mn2+和Mn3+的半徑差別大,造成Mn-O鍵優先生長,Mn-O形成的八面體發生變形,導致晶格畸變和結構穩定性降低,阻礙鋰離子的擴散通道。同時,錳元素價態轉換造成的結構坍塌,促使部分錳溶出與電解液發生反應,破壞電解液的結構,材料比容量降低且衰減迅速,進而影響到容量保持率以及循環性能。該現象在高溫中更為明顯。0
18、1磷酸錳鐵鋰:材料存在三大痛點13圖表:姜泰勒效應促使Mn-O形成的八面體發生變形資料來源:北京工業大學尉海軍課題組,民生證券研究院圖表:LiMnPO4充放電結構變化資料來源:鋰離子電池正極材料磷酸錳鐵鋰的制備及研究,民生證券研究院證券研究報告*原理:1)由于碳電導率高、導電性好,包覆后可在LMFP材料中形成導電網絡與導電孔道,增加鋰離子擴散通道,提升電導率;2)碳包覆后可抑制煅燒過程中顆粒長大或團聚,維持結構穩定;3)減少電池內阻和極化利于電池性能發揮;4)碳可作為還原劑可防止材料被氧化;5)在充放電循環過程中,可抑制錳離子的溶出,改善材料電化學性能。碳含量對錳離子放電影響較大,對鐵離子放電
19、影響較小。適當的碳含量(6%)可獲最佳電化學性能。實現工藝:將碳源與預先制備的活性物質進行混合,然后在高溫、惰性氣氛保護下進行熱處理形成包覆層。碳源可分為有機碳源(葡萄糖、蔗糖、淀粉等)和無機碳源(炭黑、乙炔黑、碳納米管、石墨烯等),其中有機碳源會在高溫中溶解,均勻滲透到材料表面,包覆效果更好。01磷酸錳鐵鋰:改性之路-碳包覆14資料來源:不同碳含量包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的研究,民生證券研究院圖表:6%碳含量LMFP樣品有著最佳的倍率性能圖表:碳包覆制備工藝示意圖(上為一次燒結;下為二次燒結)資料來源:改進高溫固相法制備磷酸錳鐵鋰正極材料,民生證券研究院混合一次包碳產物預燒結前驅體二次包碳產物
20、證券研究報告*資料來源:專利-一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法,民生證券研究院 原理:1)由擴散速率公式t=2/2D(t為擴散時間;L為擴散距離;D表示擴散速率)可知,擴散距離越短,擴散時間越短。將LMFP尺寸縮小至納米尺寸大小后,可顯著減少Li+在正極活性物質顆粒內部的擴散路徑,增加鋰離子擴散系數,實現高效脫嵌,增加導電率,電池倍率性能得以提高;2)納米化可增加材料的比表面積,提高LMFP活性顆粒與電解液的反應表面,提升材料電化學性能。實現工藝:將LMFP材料與分散劑混合加入到砂磨機中進行研磨,得到納米級LFMP漿料,在真空箱中烘干后,得到納米LMFP(含分散劑)。01磷酸錳鐵鋰:改性之路-
21、納米化15圖表:LMFP納米化材料的結構示意圖圖表:材料粒徑的減少可提升LMFP電池在低溫環境下的容量保持率和放電平臺電壓注:1 號和 2 號電池低溫 20 下首次放電容 量分別為常溫放電容量的 55.3%和 61.2%;放電中值電壓分別為 3.326 V 和 3.383 V資料來源:混合正極中 LiMn0.7 Fe0.3 PO4 粒徑 對鋰離子電池性能的影響,民生證券研究院大粒徑小粒徑證券研究報告*資料來源一種磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法和應用,民生證券研究院 原理:1)不同于碳包覆,摻雜是從晶格內部改變材料的導電性和鋰離子擴散性能,即向晶格結構中摻入異種元素,比如:Mg、Co、Ni、Cr
22、、Zn、Cu、V、Ti、Zr、Nb。不同粒徑的粒子摻雜后,會造成原來晶格結構產生缺陷,而缺陷的出現擴展了鋰離子的擴散通道,降低電子傳遞的活化能,減少禁帶寬度,從根本上改善材料電導率。2)摻Mg2+研究最為廣泛。Mg2+半徑小于Mn2+和Fe2+的半徑,使得橄欖石結構中LiO6八面體的Li-O共價鍵鍵長變長。較大的間隙位置有利于鋰離子遷移,提升離子電導率,增加電池的放電容量和倍率性能。同時,鎂離子大小介于Mn2+與Mn3+之間,可過渡二價錳到三價錳的轉化,緩解錳元素價態轉換造成的結構坍塌問題,穩定材料結構,抑制錳溶出。實現工藝:在LMFP前驅體制備過程中,將含摻雜元素的可溶性鹽或是粒徑在微米至納
23、米尺寸的氧化物或者氫氧化物與鋰源、鐵源、錳源、磷源等進行混合,研磨細化后,微波活化,在冷卻至室溫得到LMFP前驅體,后經燒結得到LMFP材料。01磷酸錳鐵鋰:改性之路-離子摻雜16圖表:制備含摻雜元素的LMFP正極材料的工藝流程圖證券研究報告*成本測算分析:略高于LFP,明顯低于三元02.17證券研究報告*02與LFP價差為2.79萬元/噸,與三元價差超10萬元/噸18 取2022年8月10日原材料均價計算,根據我們測算:第一,以LMFP(錳鐵比例為6:4)為例,綜合成本為17.78萬元/噸,直接材料占比接近90%。第二,材料成本排名為:LFPLMFPNCM622NCM811。其中,LMFP與
24、LFP價差為2.78萬元/噸;LMFP與6系三元的價差為12.26萬元/噸。注1:碳酸鋰用量參考湖南裕能環評書的使用量;注2:原料價格以22年8月10日均價為準注3:以3200噸LMFP正極材料項目基數測算資料來源:德方納米環評書,湖南裕能環評書,九從科技環評書,民生證券研究院測算圖表:單噸LMFP(錳鐵比:6:4)正極材料單位成本(萬元/噸)-液相法主要原輔材料單材料產品耗用量(t)單價(萬元/噸)每噸LMFP對應材料單位成本(萬元/噸)占比無水磷酸鐵(FePO4)0.392.4250.955.37%碳酸鋰(LiCO3)0.254812.0067.48%氧化錳(MnO2)0.131.8250
25、.231.28%磷酸二氫鋰(LiH2PO4)0.11242.7015.18%葡萄糖0.300.370.110.63%石墨烯 添加劑0.000136.10.0010.005%直接材料16.0089.95%新鮮水(m)1.343750.000790.001電(kW.h)720(度/噸)0.5279(元/度)0.038氮氣(L/a)0.0470.000003能源耗用0.0390.22%直接人工人均年薪82526元1.427.98%直接折舊0.331.85%合計17.78圖表:單噸正極材料單位成本(萬元/噸)比較情況注1:碳酸鋰用量參考湖南裕能環評書的使用量;注2:原料價格以22年8月10日均價為準;
26、注3:生產工藝:LFP采用固相法;LMFP采用液相法資料來源:德方納米環評書,湖南裕能環評書,九從科技環評書,民生證券研究院測算15.00 17.7830.04 34.10 0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.00證券研究報告*02隨著Mn含量的提升,LMFP成本可增加0.08萬元/噸左右19 1)為更確切探究錳鐵比例變化對LMFP綜合成本的影響,我們選擇對上游原料進行追溯,將主要原料按照元素守恒法則對應的分子量和元素占比進行折算,并綜合環評書中的材料耗用進行綜合成本的測量。2)當Mn:Fe=7:3時,成本為17.80萬元/噸,較Mn:Fe=3:7
27、的成本17.72萬元/噸,成本縮減0.08萬元/噸。Mn:Fe=3:7單噸產品材料耗用量(t)原材料單價(萬元/噸)每噸LMFP對應材料單位成本(萬元/噸)除硫酸亞鐵和硫酸錳之外的成本匯總17.58 硫酸亞鐵(FeSO47H2O)1.270.050.06硫酸錳(MnSO4H2O)0.120.7050.09合計17.72 Mn:Fe=4:6單材料產品耗用量(t)單價(萬元/噸)每噸LMFP對應材料單位成本(萬元/噸)除硫酸亞鐵和硫酸錳之外的成本匯總17.58 硫酸亞鐵(FeSO47H2O)1.090.050.05硫酸錳(MnSO4H2O)0.160.710.11合計17.74Mn:Fe=6:4單
28、材料產品耗用量(t)單價(萬元/噸)每噸LMFP對應材料單位成本(萬元/噸)除硫酸亞鐵和硫酸錳之外的成本匯總17.58 硫酸亞鐵(FeSO47H2O)0.730.050.033硫酸錳(MnSO4H2O)0.240.710.171合計17.78 Mn:Fe=7:3單材料產品耗用量(t)單價(萬元/噸)每噸LMFP對應材料單位成本(萬元/噸)除硫酸亞鐵和硫酸錳之外的成本匯總17.58 硫酸亞鐵(FeSO47H2O)0.540.050.02硫酸錳(MnSO4H2O)0.280.7050.20合計17.80 圖表:Mn含量的提升,LMFP材料成本提升資料來源:九從科技環評書,德方納米環評書,民生證券研
29、究院測算證券研究報告*18.6033.290.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0095%85%75%65%55%45%35%25%15%5%三元+LMFP復配方案正極材料成本(萬元/噸)02與三元復配方案,降本效應明顯20 我們假設復配方案為NCM811+LMFP(錳鐵比=6:4)可知,(原材料價格取2022年8月10日均價)1)隨著LMFP占比的提升,復配方案材料成本明顯縮減。當LMFP占比為5%時,復配材料成本為33.29萬元/噸;當LMFP占比為95%,復配材料成本為18.60萬元/噸,成本縮減14.69萬元/噸。2)較純高鎳三元而言,具備相近能量密度
30、的同時,成本可更低。由2022年容百科技戰略發布會可知,當三元811:LMFP=95%:5%時,其產品可成為高鎳三元的迭代產品,能量密度可高達270wh/kg。同時,經由測算,LMFP占比為5%時,復配材料成本33.29萬元/噸較純NCM811產品成本34.10萬元/噸縮減了0.82萬元/噸。圖表:隨著復配方案中LMFP占比的提升,材料成本明顯下滑注:橫軸為LMFP在復配方案中的占比資料來源:容百科技,德方納米環評書,湖南裕能環評書,九從科技環評書,民生證券研究院純NCM811材料成本為34.10萬元/噸純LMFP材料成本為17.78萬元/噸證券研究報告*全球市場:樂觀預期下2025年超過50
31、0億元,23-25CAGR為126.64%03.21證券研究報告*二輪車鋰電龍頭率先布局,助力LMFP放量01資料來源:星恒電源官網,民生證券研究院圖表:星恒電源超鋰S7技術產品能量密度接近三元03 星恒電源:輕型車鋰電LMFP+LMO方案先行者。19年,公司經過“LMO+LMFP”與“LMO+LMFP+三元”各種配方調試下,2020年,公司確定“第二代混摻單晶錳酸鋰+磷酸錳鐵鋰“為理想方案,同年推出”超鋰S7”技術方案,單晶錳酸鋰可大幅度降低111面數量,減少錳離子溶解,可提升電芯循環次數。目前,公司持續突破,已形成”第二代混摻單晶錳酸鋰+LMFP+碳纖維復合材料”復合材料體系,能量密度接近
32、三元。已成功應用至五菱宏光MINI和二輪車(如:雅迪、愛瑪、臺鈴、綠源等主流電動車廠商的相關車型)上。天能股份:于2020年8月推出LMFP超能錳鐵鋰系列產品,生產的磷酸錳鐵鋰18650電池已成功應用在小牛新款F0系列電池二輪車上,低溫性能提升超25%。22圖表:小牛-GOVA F0 50版電動自行車性能參數資料來源:小牛官網,民生證券研究院類別參數電壓48V容量14Ah電池包重量5.6kg電芯類型18650電芯規格磷酸錳鐵鋰充電時間6小時證券研究報告*與三元復配,開拓新能車用場景01資料來源:專利-正極活性材料及其制備方法,民生證券研究院圖表:LMFP包覆三元材料表面(左)/LMFP填充于三
33、元空隙中(右)03 第一,復配原理:1)LMFP表面能較大,可吸附在三元表面形成包覆層;2)LMFP粒徑小于三元,顆粒較細,可填充于三元空隙中。與三元復配,可彌補LMFP材料本身粒度過小的短板。復合后可實現材料間大小粒徑互相搭配,提升正極材料壓實密度、體積能量密度、循環性能、容量性能、導電性以及電化學性能。第二,復配工藝路線 1)攪拌工藝復合:將磷酸錳鐵鋰、三元、導電劑、粘接劑和溶劑在攪拌罐中通過常規攪拌工藝復合;2)干法包覆復合:先用高速混合機將LMFP通過干法包覆的形式包覆在三元材料上,形成復合正極材料,再將復合正極材料、導電劑、粘接劑和溶劑在攪拌罐中通過相同的常規攪拌工藝制成正極極片,最
34、后做成電池。3)以攪拌工藝復合LMFP與三元具有相似的能量密度和電壓平臺,同時具有更優的低溫性能和更長的循環壽命;以干法包覆復合的LMFP電阻偏大,電性能稍差,主要適合偏重安全的應用場景。2323圖表:復配方案中三元占比越大,克容量、比容量、壓實密度、能量密度越大,電壓越低資料來源:磷酸錳鐵鋰基復合正極材料及其制備方法,磷酸錳鐵鋰復合三元體系及對復合方式的研究,民生證券研究院性能對比單獨使用三元:LMFP質量比單獨使用LMFP1:9915:8530:70三元粒度D50(m)6.5799.89211.636首次放電比容量(mAh/g)156.0157.0160.9163.6理論比容量(mAh/g
35、)0.2C中值電壓(V)3.983.973.953.941C放電克容量(mAh/g)147.0147.2151.1155.7270-2801.0C中值電壓(V)3.853.823.803.783.7(電壓平臺)理論質量能量密度(Wh/kg)565.95562.30574.18588.551000左右低溫容量保持率70.97%/74.49%/極限壓實密度(g/cm3)2.28-2.322.32-2.352.45-2.502.55-2.603.40-3.80證券研究報告*與三元復配,開拓新能車用場景0103 從正極材料龍頭企業公布的復配方案數據可知,第一,三元占比越高,能量密度越大。當三元占比達9
36、5%時,能量密度可高達270wh/kg,造就高鎳三元的迭代產品;第二,復配方案,助力LMFP材料實現從爭取動力用LFP市場到中高端車用市場。在復配方案中,當LMFP含量為95%時,便可搶占動力用LFP市場;當LMFP含量為70-80%時,可應用于中低端市場;當LMFP含量為20-30%時,可應用于中高端市場。24圖表:復配方案隨三元含量占比的提升,能量密度逐步提升,穩步攻入車用市場產品NCM811LMFP摻雜目的能量密度(wh/kg)應用市場產品15%95%改善錳鐵鋰的加工性能210搶占動力用LFP的市場產品220%-30%70-80%提高電池容量,提高材料壓實密度,改善材料電壓曲線230中低
37、端電動汽車市場,中高端電動自行車產品370%-80%20%-30%改善高鎳三元電池安全性能和循環性能,降低三元電池成本250中高端電動汽車市場產品495%5%改善高鎳三元的安全性能270高鎳三元的迭代產品資料來源:容百科技發布會,民生證券研究院證券研究報告*全球LMFP需求測算:單獨使用0103 1)應用場景方案設定:二輪車市場-LMFP單獨使用/LMFP與三元復配;新能車市場-LMFP與三元復配方案。2)耗用量&價值量:單LMFP電芯LMFP耗用量為0.22萬噸/Gwh;單噸價值量為6.6萬元。當碳酸鋰價格回歸16萬元/噸左右(21年Q3價格區間),LFP價格區間6.5-7.0萬元/噸,由于
38、LFP和LMFP成本和結構接近,由此假設,LMFP單噸價值量6.6萬元。3)LMFP單獨使用時的滲透率:LMFP單獨使用時的滲透率視作替代LFP市場的占比。由GGII數據,25年,LMFP相比LFP市場滲透率將超15%。由此,在中性和樂觀情形下,22-25年,在動力電池市場滲透率分別為0%/3%/8%/15%和0%/7%/12%/20%;22-25年,在二輪車領域滲透率為1%/5%/7%/10%和1%/7%/10%/15%。由此,我們預測到2025年,中性情景下和樂觀情景下,全球LMFP材料需求量為46.09萬噸和61.64萬噸,市場空間分別為304.21億元和406.82億元,22-25年C
39、AGR分別為768.33%和856.67%。25中性情景下類別2022E2023E2024E2025E全球動力電池總需求量(GWh)4766839641363單LMFP電芯所耗LMFP的量(萬噸/GWh)0.220.220.220.22動力領域單獨使用LMFP滲透率0%3%8%15%動力領域LMFP單獨使用的耗用量(萬噸)-4.5116.9744.99全球鋰電兩輪車(GWh)32374350兩輪車領域單獨使用LMFP滲透率1%5%7%10%兩輪車領域單獨使用-LMFP材料耗用量(萬噸)0.070.410.661.10單噸價值量(萬元/噸)6.66.66.66.6動力+二輪車LMFP單獨使用材料
40、需求量(萬噸)0.07 4.92 17.63 46.09 動力+二輪車LMFP材料市場空間(億元)0.4632.45116.39304.21圖表:LMFP單獨使用需求量分析-中性情景/樂觀情景資料來源:中汽協,GGII,民生證券研究院測算樂觀情景下動力領域單獨使用LMFP滲透率0%7%12%20%動力領域LMFP單獨使用的耗用量(萬噸)-10.5225.4659.99兩輪車領域單獨使用LMFP滲透率1%7%10%15%兩輪車領域單獨使用-LMFP材料耗用量(萬噸)0.070.570.951.65動力+二輪車LMFP單獨使用材料需求量(萬噸)0.07 11.09 26.40 61.64 動力+二
41、輪車LMFP材料市場空間(億元)0.4673.21174.27406.82證券研究報告*全球LMFP需求測算:復配三元使用-中性情景0103 1)車型占比:由乘聯會數據知,21年-22年H1 A00+A0+A級市占比維持在70%左右;B+C級維持在30%左右。由此,假設22-25年,中低端市場占比維持在70%左右;中高端市場占比維持在30%。2)三元鋰電池市場占比:動力電池領域,三元與LFP平分市場,各占50%;二輪車領域,由GGII數據,21年H1二輪車用三元電池占比為27%,由此我們假設維持27%的占比。3)LMFP與三元復配方案的滲透率:LMFP+三元復配方案的滲透率視作替代三元市場的占
42、比。22-25年,在中性情景下,動力領域占比為1%/5%/10%/15%;二輪車領域為5%/10%/15%/20%。4)正極材料耗用量:由于三元+LMFP材料復配方案對標三元市場,由GGII數據,三元電池正極材料耗用量為0.18萬噸/GWh,由此,我們假設復配方案電池正極材料耗用量為0.18萬噸/GWh。5)復配方案中LMFP成分的含量(LMFP/(三元+LMFP)):由容百科技22年發布會產品數據取均值可知,在復配方案中,動力領域-中低端市場:LMFP含量為75%,動力領域-中高端市場:LMFP含量為25%;二輪車市場對能量密度要求低于新能汽車,假設LMFP含量達80%。由此,我們預測到20
43、25年,中性情景下,動力+兩輪車領域復配方案所需LMFP的需求量分別為11.43萬噸,對應市場空間分別為75.45億元,22-25年三年CAGR為229.39%。26類別2022E2023E2024E2025E中高端車三元動力電池裝機量(GWh)71.47102.49144.65204.51中低端車三元動力電池裝機量(GWh)166.77239.14337.51477.19動力領域LMFP與三元復配方案的滲透率1%5%10%15%中高端市場-LMFP復配方案裝機量(GWh)0.715.1214.4630.68中低端市場-LMFP復配方案裝機量(GWh)1.6711.9633.7571.58中高
44、端市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】25%25%25%25%中低端市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】75%75%75%75%單復配方案電芯所耗正極材料的量(萬噸/GWh)0.180.180.180.18中高端復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.030.230.651.38中低端復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.231.614.569.66動力領域復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.26 1.84 5.21 11.04 全球鋰電兩輪車(GWh)32.1937.2843.1750.00兩輪車三元電池裝機量(GWh
45、)8.6910.0711.6613.50兩輪車領域LMFP與三元復配方案的滲透率5%10%15%20%兩輪車市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】80%80%80%80%兩輪車領域復配方案中LMFP材料的需求量(萬噸)0.060.140.250.39動力+兩輪車復配方案中LMFP需求量(萬噸)0.321.995.4611.43單噸價值量(萬元/噸)6.66.66.66.6動力+兩輪車復配方案對應的LMFP市場空間(億元)2.1113.1336.0375.45圖表:LMFP復配方案需求量分析-中性情景資料來源:中汽協,GGII,民生證券研究院測算證券研究報告*全球
46、LMFP需求測算:復配三元使用-樂觀情景0103 1)對車型占比、三元鋰電池市場占比、在復配方案中LMFP材料的含量以及復配中正極材料耗用量的相關假設維持與本研究第26頁的核心假設一致;2)LMFP與三元復配方案的滲透率:LMFP+三元復配方案的滲透率視作替代三元市場的占比。22-25年,在樂觀情景下,動力領域占比為1%/10%/15%/20%;二輪車領域,5%/15%/25%/35%。由此,我們預測到2025年,在樂觀情景下,動力+兩輪車領域復配方案所需LMFP需求量15.41萬噸,對應市場空間分別為101.67億元,22-25年三年CAGR為263.82%。27類別2022E2023E20
47、24E2025E動力領域LMFP與三元復配方案的滲透率1%10%15%20%中高端市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】25%25%25%25%中低端市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】75%75%75%75%單復配方案電芯所耗正極材料的量(萬噸/GWh)0.180.180.180.18中高端復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.030.460.981.84中低端復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.233.236.8312.88動力領域復配方案-LMFP材料耗用量(萬噸)0.26 3.69 7.81 14.72 兩輪車三元
48、電池裝機量(GWh)8.6910.0711.6613.50兩輪車領域LMFP與三元復配方案的滲透率5%15%25%35%兩輪車市場LMFP材料在復配方案中的成分含量【LMFP/(三元+LMFP)】80%80%80%80%兩輪車領域LMFP復配方案需求量(萬噸)0.060.220.420.68動力+兩輪車復配方案中LMFP需求量(萬噸)0.323.918.2315.41單噸價值量(萬元/噸)6.66.66.66.6動力+兩輪車復配方案LMFP市場空間(億元)2.1125.7954.32101.67圖表:LMFP復配方案需求量分析-樂觀情景資料來源:中汽協,GGII,民生證券研究院測算證券研究報告
49、*全球LMFP需求測算:單獨使用+復配三元合計0103 基于核心假設與單獨使用+復配三元所得LMFP需求量的合計情況 我們預測到2025年,1)中性情景下,LMFP需求量合計為57.52萬噸,市場空間為379.66億元,23-25CAGR為188.61%。2)樂觀情景下,LMFP需求量為77.04萬噸,市場空間為508.50億元,23-25CAGR為126.64%。28圖表:LMFP單獨使用+復配方案需求量及市場空間合計情況資料來源:中汽協,GGII,民生證券研究院測算中性情景類別2022E2023E2024E2025E動力領域+二輪車領域LMFP單獨使用材料需求量(萬噸)0.07 4.92
50、17.63 46.09 動力+兩輪車復配方案LMFP需求量(萬噸)0.321.995.4611.43單獨使用+復配方案的LMFP需求量合計(萬噸)0.396.9123.0957.52動力領域+二輪車領域單獨使用-LMFP材料市場空間(億元)0.4632.45116.39304.21動力+兩輪車復配方案LMFP市場空間(億元)2.1113.1336.0375.45單獨使用+復配方案的LMFP市場空間合計(億元)2.58 45.58 152.41 379.66 樂觀情景類別2022E2023E2024E2025E動力領域+二輪車領域LMFP單獨使用材料需求量(萬噸)0.07 11.09 26.40
51、 61.64 動力+兩輪車復配方案LMFP需求量(萬噸)0.323.918.2315.41單獨使用+復配方案的LMFP需求量合計(萬噸)0.3915.0034.6377.04動力領域+二輪車領域單獨使用-LMFP材料市場空間(億元)0.4673.21174.27406.82動力+兩輪車復配方案LMFP市場空間(億元)2.1125.7954.32101.67單獨使用+復配方案的LMFP市場空間合計(億元)2.58 98.99 228.59 508.50 證券研究報告*LMFP:供給端穩步擴充,大規模起量在即01403 現有布局LMFP企業涵蓋有電池、正極材料、上游原料、兩輪車以及部分初創企業。其
52、中,寧德時代、容百科技等龍頭企業通過投資收購力泰鋰能和斯科蘭德進行LMFP的深入布局;星恒電源和天能股份已率先將LMFP材料應用于二輪車領域;其他布局企業大部分已有雄厚技術儲備,部分已將樣品送至車企測試。29圖表:主流企業LMFP布局與擴產項目推進匯總情況注:GGII,公司公告,民生證券研究院廠商LMFP具體內容電池企業寧德時代21年年底,以4.13億元投資LMFP廠商力泰鋰能,持股比例達60%;力泰鋰能現有LMFP產能為0.2萬噸,近期新建年產0.3萬噸LMFP產線。22年2月,公司表示計劃推出M3P磷酸鹽系材料,預計將于22年Q4向特斯拉供應M3P電池,搭載于使用72度電池包的Model
53、Y車型中,車型預計明年年初上市。國軒高科現已申請大量正極材料相關專利,重點布局磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、三元材料。其中,其自主研發了“FP1865140-15Ah方形磷酸錳鐵鋰離子蓄電池天能股份已具備高鎳三元、LFP、LMFP、三元復合錳鋰等產品生產能力,生產的磷酸錳鐵鋰18650電池成功應用在小牛的最新款F0系列電動車中,稱其低溫性能提升超過25%億緯鋰能公司擁有相關制造專利,子公司金泉新材料具備一定磷酸錳鐵鋰產能,已在H1完成產品中試,樣品正被送至車企測試。欣旺達公司擁有相關制造專利,已于國內外多個車廠達成相關方面合作,可提供續航里程400-750公里的磷酸錳鐵鋰續航解決方案。生產方面,已在H
54、1完成產品中試,樣品正被送至車企測試。比亞迪-弗迪動力在今年初開始小批量采購磷酸錳鐵鋰材料,目前正處于內部研發階段。正極材料企業德方納米21年9月發布公告,擬在曲靖經濟技術開發區投資20億元建設“年產10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產基地項目”;今年1月再次計劃擴充33萬噸新型磷酸鹽系正極材料。預計今年年底產能達12萬噸,23年18-20萬噸。其已切入寧德時代M3P電池供應鏈容百科技22年8月新品發布會上,公布4款LMFP與三元復配方案產品,預計25年產能可達30萬噸/年;收購斯科蘭德重點布局LMFP領域,斯科蘭德現有產能達0.62萬噸/年當升科技公司相關磷酸錳鐵鋰材料已經完成研發,逐步進入客戶
55、認證、小批量生產階段,同時公司也與老牌國資企業力神電池、北京衛藍等公司在磷酸錳鐵鋰上進行積極合作,深化布局。中貝材料22年1月由中貝科技、鵬冠新材料、百民冠達共同投資的中貝材料3萬噸LMFP項目落戶山西;22年6月,公司鋰電智能制造一期項目年產萬噸磷酸錳鐵鋰材料智慧工廠,完成交付并全面投產上游材料企業合縱科技21年已開展LMFP前驅體的研發,目前已完成多型號LMFP前驅體產品中試,并開始向下游新能源企業送樣測試兩輪車領域星恒電源去年12月將錳酸鋰與LMFP摻混,推出“LONG”終身保產品;今年4月,還與龍蟠科技子公司常州鋰源就LMFP材料項目簽署戰略合作協議初創公司珩創納米2022年2月完成逾
56、億元Pre-A輪融資,用于一期年產5000噸鋰離子電池正極材料磷酸錳鐵鋰的研發與生產,預計將于年底投產,后期投資總規模最終將達到年產15萬噸的規模。證券研究報告*龍頭積極布局,量產推進04.30證券研究報告*寧德時代:全球鋰電龍頭,直擊LMFP升級版-M3P01404 馳騁鋰電領域,技術底蘊雄厚。公司為全球動力電池領域龍頭,實現全產業鏈覆蓋,致力于為全球新能源應用提供一流解決方案和服務。連續5年霸據全球動力電池裝機量榜首,21年裝車量96.7GWh,市占率達32.6%。動力電池+儲能電池+正極材料為其主營業務。公司預計于今年Q4向特斯拉供應M3P電池,搭載在使用 72 度電池包的 Model
57、Y 車型中,該版本Model Y 將于明年初上市。與此同時,公司于2021年11月,投資力泰鋰能,持股比例達60%。其中,力泰鋰能主營業務為LMFP材料,且已具備LMFP產能2000噸/年。盈利能力強勁,龍頭地位顯著。營業收入:連續6年位居第一,且明顯高于其他可比公司,且波動幅度較小,21年和22年Q1分別實現營收1303.56億元和486.78億元,同增159.06%和153.97%。歸母凈利:21-22Q1實現159.31億元和14.93億元。31圖表:17-22Q1可比公司營收及增速情況(億元,%)圖表:17-22Q1可比公司歸母凈利及增速(億元,%)-100%0%100%200%300
58、%400%0.00200.00400.00600.00800.001,000.001,200.001,400.00寧德時代營業收入億緯鋰能營業收入國軒高科營業收入孚能科技營業收入中創新航營業收入LG新能源營業收入寧德時代營收增速億緯鋰能營業增速國軒高科營收增速孚能科技營收增速中創新航營業增速注:部分數據由2022-08-09匯率1KRW=0.0052CNY計算資料來源:wind,LG ENERGY年報,LG ENERGY 22年Q1報,中創新航招股說明書,民生證券研究院-600%-400%-200%0%200%400%-50.000.0050.00100.00150.00200.00寧德時代歸
59、母凈利億緯鋰能歸母凈利國軒高科歸母凈利孚能科技歸母凈利LG新能源歸母凈利寧德時代歸母凈利YOY億緯鋰能歸母凈利YOY國軒高科歸母凈利YOY孚能科技歸母凈利YOY注:部分數據由2022-08-09匯率1KRW=0.0052CNY計算資料來源:wind,LG ENERGY年報,LG ENERGY 22年Q1報,中創新航招股說明書,民生證券研究院證券研究報告*寧德時代:全球鋰電龍頭,直擊LMFP升級版-M3P01404 寧德時代M3P材料:為LMFP和三元復配方案。實現成本較傳統三元低,低溫性能更好,電壓平臺更高,能量密度比傳統磷酸鐵鋰正極材料更高,一種介于磷酸鐵鋰和高鎳三元之間的全新正極材料。專利
60、進展:根據公司專利,公司正在研發一類復合型正極材料,方案為雙層正極片,整體結構為“正極集流體+第一極片薄膜+第二極片薄膜“。第一極片薄膜:活性材料選擇摻雜金屬元素的磷酸錳鐵鋰材料LiMnxMyFe1-x-yPO4,M選自Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb、Zr中一種或幾種,厚度D1滿足:6mD121m。第二極片薄膜:活性材料選擇錳酸鋰、富鋰錳基、三元材料的一種或多種,厚度為D2滿足:50mD2200m。第二正極的克容量高于第一正極,兩類材料組合成的正極片可以使鋰離子電池同時兼顧高能量密度以及良好的穿釘安全性能的特點。32圖表:正極極片三層結構示意圖資料來源:公司專利,民生證券研究院證券研究
61、報告*寧德時代:全球鋰電龍頭,直擊LMFP升級版-M3P01404 投資力泰鋰能,實現60%股權控股。江蘇力泰鋰能其主營產品-立體網狀導電體納米LMFP,基于納米晶立體網狀多孔磷酸鐵鋰正極材料(3D Meshy Nano-LFP)技術,實現了一次粒子納米化、二次粒子具有立體網狀導電功能,有效解決了傳統LFMP的電阻問題,具有良好的倍率性能、循環性能、低溫性能和加工性能,優異的安全性。復配方案,1)單晶三元+納米化LMFP復配方案;2)與單晶三元+錳酸鋰+納米化LMFP方案。從專利情況上看,方案1:采用的是常規攪拌工藝混合,將納米型LMFP填充于單晶型三元材料空隙中,增加材料體積能量密度、壓實密
62、度、循環性能與安全性能。方案2:采用的是常規攪拌工藝混合,基體粒徑大小為錳酸鋰三元LMFP,在混合過程中,中粒徑的三元材料顆??梢蕴钊氪罅降腻i酸鋰顆粒的空隙中,小粒徑的磷酸錳鐵鋰顆??梢赃M一步填入中粒徑的三元材料顆粒的空隙中,從而提升了作為復合材料的正極活性材料的壓實密度與體積能量密度,進而提高了容量性能。33資料來源:公司官網,民生證券研究院圖表:力泰磷酸錳鐵鋰材料的技術性能類別參數電化學比容量0.2C:150mAh/g;1C:140mAh/g電導率102S/cm振實密度0.9g/cm3水含量500ppm放電中壓3.8V磁性物質200ppb圖表:單晶三元+納米化LMFP方案所得材料示意圖資
63、料來源:公司專利-正極活性材料及其制備方法,民生證券研究院圖表:單晶三元+錳酸鋰+納米化LMFP方案資料來源:公司專利-正極活性材料及其制備方法、正極和鋰離子電池,民生證券研究院證券研究報告*3圖表:2017-2022Q1營收及增速情況(億元,%)資料來源:Wind,民生證券研究院 深耕納米LFP,掌握液相法核心技術。公司核心產品為納米磷酸鐵鋰等磷酸鹽系正極材料,核心技術為涵蓋液相法、碳包覆、離子摻雜以及納米化等技術。受益于液相法的制備工藝,公司LMFP材料具備一致性更好,能量密度更高等優勢,已切入寧德時代M3P材料供應鏈。并且,公司計劃募集34.9億元,用于年產 11 萬噸新型磷酸鹽系正極材
64、料生產基地項目,預計于22年下半年投產11萬噸LMFP正極材料。LFP需求景氣,業績明顯回暖。21年,受補貼政策滑坡、各種封裝技術的革新、暢銷車型的搭載以及儲能領域興起等因素的影響,LFP市場空間迅速擴充,裝機占比已反超三元。公司經營業績受益于此,實現高增。營收方面,21年,公司實現營業收入達48.42億元,同增413.93%;歸母凈利方面,公司實現8.01億元,扭虧為盈。據22年Q1最新數據,公司實現營收和歸母凈利分別為33.74億元和7.62億元,同增分別為561.88%和1402.77%。04德方納米:深耕LFP材料,液相法獨樹一幟34-100%0%100%200%300%400%500
65、%600%0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.00營業總收入同增圖表:2017-2022Q1歸母凈利及增速情況(億元,%)資料來源:Wind,民生證券研究院-400%-200%0%200%400%600%800%1000%1200%1400%1600%-2.000.002.004.006.008.0010.00歸屬母公司股東的凈利潤YOY證券研究報告*3 第一,核心技術-自熱蒸發液相合成法:可實現常壓下一次水熱合成;離子級均勻混合;微觀穩定性好;通過液相法可形成均勻的固溶體,抑制LMFP材料錳溶出現象,提升電導率,增加材料電化學性能。第二,專利情況:1)LMFP改性
66、層面-碳包覆:通過在材料表面構建第一碳層-絡合劑層-第二碳層。其中碳層可防止顆粒成型時被氧化、填充顆粒長大過程中的縫隙,提升顆粒電導率,維持結構穩定;絡合劑層不僅能夠降低制備得到的含錳正極材料的錳溶出,還可以絡合充放電過程中溶出的錳離子。2)LMFP復配方案:LMFP+三元,采用干法包覆工藝。內核為LMFP,外殼為NCM或NCA,所得產物具有有高能量密度、良好的低溫性能、良好的倍率放電性能和良好的循環性能。04德方納米:深耕LFP材料,液相法獨樹一幟35資料來源:專利-磷酸錳鐵鋰基復合正極材料及其制備方法,民生證券研究院圖表:干法包覆制備LMFP的過程示意圖證券研究報告*04 從高鎳龍頭到全市
67、場覆蓋的正極供應商。公司主要從事高能量密度鋰電池正極材料及其前驅體的研發、生產和銷售,核心產品為NCM811系列、NCA系列、Ni90 及以上超高鎳系列三元正極及前驅體材料。公司已占據高鎳龍頭地位,同時布局規劃錳鐵鋰、鈉電材料。2021年,三元正極材料收入占比超過90%。公司是國內首家實現 NCM811 系列產品量產并應用于國際主流終端車企的正極材料生產企業,公司所開發的高鎳、超高鎳多晶和單晶三元正極材料,處于國際領先水平。公司高鎳產品主要客戶已涵蓋寧德時代、孚能科技、蜂巢能源、SK on、億緯鋰能等國內外知名鋰離子電池廠商。公司經營業績顯著提升,營收較快增長。公司2021年實現營收102.5
68、9億元,同比增長170.36%;公司2021年歸母凈利潤9.11億元,同比增長327.59%。隨著全球新能源汽車市場與動力電池大幅度增長,公司高鎳產品訂單飽滿,產能釋放帶動公司營收快速增加。同時,公司產能利用率提升,規模效應帶動降本增效,公司盈利能力顯著提升。容百科技:高鎳行業龍頭,并購斯科蘭德布局磷酸錳鐵鋰36資料來源:wind,民生證券研究院圖表:2017-2022Q1營收及增速(億元)資料來源:wind,民生證券研究院圖表:2017-2022Q1歸母凈利潤及增速(億元)-50%0%50%100%150%200%250%300%0.0020.0040.0060.0080.00100.001
69、20.00營業收入營收增速-200%0%200%400%600%800%0.002.004.006.008.0010.00歸母凈利潤歸母凈利YOY證券研究報告*0437容百科技:高鎳行業龍頭,并購斯科蘭德布局磷酸錳鐵鋰圖表:正極材料磷酸錳鐵鋰的掃描電子顯微鏡(SEM)圖資料來源:飛鏢網,民生證券研究院 2022年7月20日,容百科技戰略發布會上,公司發布了磷酸錳鐵鋰業務的五年規劃。根據發布會,公司主要通過并購市場上具備成熟量產能力的錳鐵鋰公司進行布局。公司選擇斯科蘭德作為整合主體,斯科蘭德團隊在行業耕耘十多年,團隊非常年輕和穩定,并且已經具備成熟量產能力。通過并購,公司擁有了專業團隊和每月出貨
70、百噸級生產商,還擁有全套知識產權和無形資產。產業布局方面,公司預計2022年完善固相合成工藝技術,實現火法產能超過1萬噸,以快速占領市場。2023年以后,公司將開發一體化濕法工藝。2025年以后,公司將實現錳鐵鋰材料的大規模供應,產能高達30萬噸。深入分析斯科蘭德專利,1.磷酸錳鐵鋰正極材料制備,斯科蘭德通過調整化學計量比例的摻雜,可實現放電容量等電性能的大幅提升。2.高壓實密度磷酸錳鐵鋰/碳復合正極材料的制備,通過三步燒結合成法制備納米球形顆粒,可實現放電容量等電化學性能的大幅提升,并且產物顆粒形狀規則,大小分布合理,顆粒間隙更小,大大提高了壓實密度。資料來源:容百科技戰略發布會,民生證券研
71、究院圖表:容百科技磷酸錳鐵鋰業務5年規劃證券研究報告*0104 當升科技聚焦鋰離子電池正極材料的研發與銷售多年。公司作為國內領先的鋰電池正極材料供應商,主要從事多元材料、鈷酸鋰等正極材料以及多元前驅體等材料的技術研究和生產銷售,屬于國家戰略性新興產業中的新材料、新能源領域。目前,公司正加快磷酸鐵鋰業務的產品開發和市場布局,成功完成磷酸鐵鋰工藝定型,針對電動車和高端儲能市場專項開發更高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料。2018-2021年公司營收從32.81億元增長至82.58億元,歸母凈利潤從3.16億元增長至10.91億元,業績增速較快。2022年Q1公司營收38.42億元,同比增長204.0
72、0%,歸母凈利潤3.87億元,同比增長159.38%。當升科技:老牌正極產商,前瞻布局磷酸錳鐵鋰38資料來源:公司公告,wind,民生證券研究院圖表:2017-2022年Q1公司營收(億元)及同比增長率資料來源:公司公告,wind,民生證券研究院圖表:2017-2022年Q1公司歸母凈利潤(億元)及同比增長率-200%-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%-4.00-2.000.002.004.006.008.0010.0012.00201720182019202020212022Q1歸屬母公司股東的凈利潤(億元)YOY(%)-50%0%50%100%150%2
73、00%250%0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00201720182019202020212022Q1營業收入(億元)YOY(%)證券研究報告*0104 2022年7月20日,當升科技戰略新品全球發布會上,公司發布了新型磷酸錳鐵鋰材料。根據發布會,公司通過獨特的前驅體技術以及多元素摻雜手段,成功克服磷酸錳鐵鋰電導率低以及姜泰勒效應等一系列問題。性能方面,公司研發的磷酸錳鐵鋰產品錳含量達65%,壓實密度2.35 g 3,在0.1C的充放電倍率下,材料克容量達155mh g。產業布局方面,公司相關磷酸錳鐵鋰材料已經完成研發,逐步進入客戶
74、認證、小批量生產階段,同時公司也與老牌國資企業力神電池、北京衛藍等公司在磷酸錳鐵鋰上進行積極合作,深化布局。深入分析專利,1.前驅體制備:公司使用共沉淀反應得到的磷酸錳鐵鋰前驅體,具有由一次顆粒形成的二次球顆粒結構,元素分布均勻,摻雜元素進入金屬位點形成具有穩定結構的納米顆粒,因此,材料壓實密度較高。2.正極材料制備:正極材料表面碳包覆均勻,具有致密二次球形貌,有效提高了電池的電化學性能、比容量和循環性能。當升科技:老牌正極產商,前瞻布局磷酸錳鐵鋰39圖表:當升科技磷酸錳鐵鋰產品性能參數資料來源:當升科技戰略新品發布會,wind,民生證券研究院資料來源:飛鏢網,民生證券研究院圖表:正極顆粒表面
75、有均勻的碳包覆層證券研究報告*3 鋰離子電池龍頭企業。公司的主要業務是消費電池(包括鋰原電池、小型鋰離子電池、圓柱電池)和動力電池(包括新能源汽車電池及其電池系統、儲能電池)的研發、生產和銷售,產品已批量應用于物聯網終端、電動工具、電動自行車、新能源汽車、儲能等領域。公司注重研發實力的提升、優質客戶的積累、供應鏈的科學管理、現有產線的優化、生產規模的擴張。公司鋰原電池產銷規模多年穩居全國第一。下游旺盛需求帶動業績攀升。2019-2022Q1年收入分別為64/82/169/67億元,21年同比20年增長107%;2019-2022Q1年歸母凈利潤分別為15/17/29/5億元,21年同比增長76
76、%,收入與盈利均實現逐年大幅增長,原因是公司消費電池方面,三元圓柱電池產能釋放,同時經濟復蘇帶動消費電子產品需求攀升;在動力電池方面,下游市場保持高景氣度,乘用車軟包三元電池放量,使得出貨增長,帶動銷售業績高升。22Q1凈利潤下降系原材料價格波動所致。磷酸錳鐵鋰新秀,已布局初步產能。公司擁有相關制造專利,子公司金泉新材料具備一定磷酸錳鐵鋰產能,已在H1完成產品中試,樣品正被送至車企測試。04億緯鋰能:磷酸錳鐵鋰新秀,已布局初步產能400%50%100%150%040801201602002019202020212022Q1營業收入Yoy圖表:公司2019-2022Q1營業收入(億元)資料來源:
77、公司公告,民生證券研究院圖表:公司2019-2022Q1歸母凈利潤(億元)-25%0%25%50%75%100%051015202530352019202020212022Q1歸母凈利潤Yoy資料來源:公司公告,民生證券研究院證券研究報告*04國軒高科:動力鋰電池領先企業,超前布局磷酸錳鐵鋰41 公司是全球動力鋰電池領先企業。公司主要從事動力鋰電池和輸配電設備的研發、生產和銷售。其中,電池組業務是公司的第一大業務,2021年收入占比超過90%。公司主要產品為磷酸鐵鋰正極材料及電芯、三元正極材料及電芯、動力電池組、電池管理系統及儲能型電池組等。公司先后與上汽大通、江淮汽車、奇瑞汽車、長安汽車、吉
78、利汽車、長城汽車、零跑汽車、威馬汽車、合眾新能源等車企達成了戰略合作關系。公司專注于動力鋰電池的研發與投入,擁有獨立的知識產權體系。公司營收持續增長。2021年,公司實現營業收入103.56億元,同比上升54.01%;公司實現歸母凈利潤1.02億元,同比下降31.92%。受益于下游新能源汽車市場蓬勃發展,公司營收持續增加。公司較早研發磷酸錳鐵鋰產品,目前已經獲得多項專利。2015年自主研發的“IFP1865140-15Ah 方形磷酸錳鐵鋰鋰離子蓄電池”獲得安徽省新產品的榮譽,目前公司已經申請了多項與磷酸錳鐵鋰有關的專利。資料來源:wind,民生證券研究院圖表:2017-2022Q1營收及增速(
79、億元)資料來源:wind,民生證券研究院圖表:2017-2022Q1歸母凈利潤及增速(億元)-50%0%50%100%150%200%250%0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.0020172018201920202021 2022Q1營業收入(億元)同比增速-100%-80%-60%-40%-20%0%0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.00201720182019202020212022Q1歸母凈利(億元)YOY證券研究報告*欣旺達:入局磷酸錳鐵鋰,量產蓄勢待發0140442 手機數碼類鋰電龍頭。公司主要從事鋰電池模組
80、的研發、設計、生產及銷售業務,產品廣泛應用于手機、筆記本電腦、可穿戴設備、電動汽車、動力工具、電動自行車、能源互聯網及儲能等領域,其余產品包括鋰離子電芯、電源管理系統、精密結構件、智能制造等。公司技術團隊具有豐厚的鋰離子電池模組研發經驗,BMS技術先進;重視與客戶的深度合作,基于客戶產品各方面參數需求,進行配套生產;持續拓展產品體系,在多個產品領域擁有不俗競爭力。下游旺盛需求帶動業績攀升。公司2019-2022Q1的營收分別為252/297/374/106億元,21年增長26%,22Q1同比增長35%,2019-2022Q1歸母凈利潤分別為7.5/8/9/0.95億元,21年同比增長14%,下
81、游新能源汽車滲透加強帶來的高需求,公司充分發揮技術與產能優勢實現業績節節高升,22Q1歸母凈利潤出現較明顯下降系原材料價格波動所致。率先入局磷酸錳鐵鋰,量產蓄勢待發。公司擁有相關制造專利,已于國內外多個車廠達成相關方面合作,可提供續航里程400-750公里的磷酸錳鐵鋰續航解決方案。生產方面,已在H1完成產品中試,樣品正被送至車企測試。3圖表:公司2019-2022Q1營業收入(億元)資料來源:公司公告,民生證券研究院0%10%20%30%40%01002003004002019202020212022Q1營業收入Yoy圖表:公司2019-2022Q1歸母凈利潤(億元)資料來源:公司公告,民生證券研究院-30%-20%-10%0%10%20%02468102019202020212022Q1歸母凈利潤Yoy