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磷酸猛铁锂产业格局全景解析

价值投机小学生   / 2022-08-29 09:15 发布

随着磷酸铁锂LFP电池的能量密度已接近理论上限磷酸锰铁锂LMFP被视为是磷酸铁锂电池的重要升级方向

2019年底以来新能源车补贴滑坡下游客户对成本敏感度提升同时材料安全性愈发得到重视磷酸铁锂电池装机占比持续提升

CNESA预计国内市场2022-2023年磷酸铁锂动力电池装机占比有望继续超过50%海外市场伴随海外特斯拉等车企对磷酸铁锂接受度提升渗透率将快速提高

在此背景下磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级版本受到广泛关注专利申请数量快速增长技术方面近两年包覆掺杂等改性技术专利布局显著增加为产业化加速奠定基础

上游原材料价格上升下游对成本和性能的双需求等市场供需波动的影响以及国家新能源汽车补贴政策的退补磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂的升级产品应用前景丰富具有广阔市场空间

1

磷酸猛铁锂行业概览

磷酸锰铁锂与磷酸铁锂同属磷酸盐系材料在20世纪末由Goodenough发现

磷酸锰铁锂与磷酸铁锂材料在磷元素和锂元素需求量类似核心区别在于锰元素的添加和铁需求的下降

磷酸锰铁锂整体性能优于磷酸铁锂且兼顾高能量密度与高安全性

除保留磷酸铁锂一贯的循环寿命长热稳定性高安全性强等优点磷酸锰铁锂的能量密度较LFP高15-20%电压平台可达到4.1V左右显著高于LFP的3.4-3.5V在一定程度上补齐了LFP能量密度方面的短板

磷酸锰铁锂整体性能优于磷酸铁锂

资料来源容百科技战略发布会

与中镍三元比磷酸锰铁锂能量密度与5系接近且价格优势明显未来有望抢占磷酸铁锂和中低镍市场

磷酸猛铁锂与三元复合使用可有效综合两者特性

磷酸铁锂/三元材料/磷酸锰铁锂材料结构图

资料来源鑫椤锂电

但是磷酸锰铁锂的电子电导和离子电导性均显著低于三元材料和磷酸铁锂因而表现出较差的导电性和较差的倍率特性

为改进磷酸锰铁锂材料本身的一些应用不足可采用包覆掺杂纳米化等方式对材料进行改性磷酸锰铁锂表面能较大可吸附在三元表面形成包覆层

通过使用磷酸猛铁锂覆三元材料的方法有望使得复合材料兼具磷酸猛铁锂的低成本高安全性以及三元材料的高能量密度的优势

主要正极材料性能对比

资料来源国盛证券

上游猛资源

作为锂离子电池中常用的金属元素锰相对于钴和镍而言具有极为突出的成本经济性和环境友好性

因此在正极材料当中提升锰元素的占比本身对于降低成本也具有非常明显的效益

磷酸锰铁锂成本与磷酸铁锂接近用量的主要区别在于所需锰源的用量变化每kWh的LFP正极需要铁源0.61kg而每kWh的LMFP正极需要铁源0.13kg+锰源0.38kg

锰非稀有金属全球锰矿资源非常丰富稀缺资源依赖性弱

当前全球陆地锰矿储量在1亿吨以上的超大型锰矿产地有8处分别是南非的卡拉哈里和波斯特马斯堡乌克兰的大托克马克和尼科波尔加蓬的莫安达加纳的恩苏塔澳大利亚的格鲁特岛及格鲁吉亚的恰图拉

国外锰矿石品位一般都比较高尤其是南非卡拉哈里矿区的锰矿石品位达30%~50%澳大利亚的格鲁特岛矿区的锰矿石品位更高达40%~50%

我国是全球最大的电解锰生产基地头部企业包括天元猛业中信大猛武陵猛业三和猛业长沙矿冶院新疆科邦湖北中猛天磁猛业嘉源猛业东方矿业

未来随着磷酸锰铁锂放量电池级锰源需求有望迎来新一轮高增长目前与锰产业相关企业还包括红星发展南方锰业湘潭电化中钢天源

2

磷酸锰铁锂市场格局

21世纪初陶氏化学宏濑科技Phostech等企业开始进行磷酸锰铁锂的研发工作

中国台湾地区的宏濑科技在2014年成为全球第一家量产磷酸锰铁锂的公司已成功推出第三代LMFP产品G3

在2016-2019年间补贴政策倾向于高能量密度材料LMFP由于其能量密度提升有限技术难度大等问题在此期间并未受到重视

当前国内磷酸锰铁锂产业化正在加速多家厂商的磷酸锰铁锂电池已进入车厂送样认证阶段

国内现有布局磷酸锰铁锂的企业涵盖有电池正极材料上游原料两轮车以及部分初创企业

动力电池企业方面目前拥有磷酸锰铁锂技术储备的电池厂商包括宁德时代比亚迪国轩高科星恒电源天能股份主要以专利技术研发投资布局为主

电池企业磷酸锰铁锂布局情况

从下游应用领域二轮车市场方面来看磷酸锰铁锂与锰酸锂混用效果良好并已实现小规模应用

两轮车领域天能股份星恒电源均有相关电池产品实现量产

星恒电源则推出了锰酸锂和LMFP复合电池循环寿命超3000次且兼具优异低温性能常州锂源与星恒电源也就磷酸锰铁锂达成战略合作

天能股份已经推出相应的超能锰铁锂电池其能量密度高出磷酸铁锂电池17%并且通过了针刺安全试验在低温-20°C下仍能有85%的容量保持率产品已经应用在小牛电动二轮车中

已在磷酸锰铁锂有所布局的正极厂商包括德方纳米厦钨新能当升科技中贝材料力泰锂能天津斯特兰等

宁德时代容百科技等龙头企业通过投资收购力泰锂能和天津斯科兰德进行磷酸锰铁锂的深入布局

力泰锂能拥有2000吨磷酸锰铁锂生产线及2000吨高纯碳酸锂生产线2021年11月19日宁德时代出资5,076万元受让力泰锂能15.57%的股权同时又拟以3.62亿元认购其新增注册资本通过入股力泰锂能布局LMFP宁德时代有望实现对磷酸铁锂的替代扩宽更加丰富的应用场景

容百科技是高镍行业龙头通过并购斯科兰德布局磷酸锰铁锂

正极企业磷酸锰铁锂布局情况

资料来源各厂商官网国信证券

磷酸锰铁锂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产业化进程开始加速

磷酸锰铁锂可掺杂碳纳米管以提升导电性能并实现对能量密度循环寿命和倍率性能的优化碳纳米管导电剂龙头企业包括天奈科技

补锂剂能够优化首圈库伦效率优化循环寿命德方纳米现已规划4.5万吨补锂剂产能预计其中2.5万吨项目将在2023年建成投产根据公司专利数据其补锂剂产品主要是富锂铁酸锂

业界预计随着国内多个磷酸锰铁锂材料项目的建成投产以及头部电池企业的应用带动国内有材料企业预计最晚2023年国内会稳定批量生产并规模化应用到电动汽车领域。