磷酸鐵鋰正極是一種lifepo4電池電極材料，化學(xué)式為L(zhǎng)iFePO4陰極（簡(jiǎn)稱(chēng)lfp陰極），主要用于各種鋰離子電池。lfp陰極的上游主要是鋰源、鐵源、磷源等原材料，下游則用于制備鋰離子電池。

 

鋰離子電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域可分為兩大類(lèi)：動(dòng)力電池和非動(dòng)力電池。其中，在動(dòng)力電池領(lǐng)域，lfp正極主要作為各類(lèi)純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的正極材料。在非動(dòng)力電池領(lǐng)域，lfp陰極主要用于5G基站的儲(chǔ)能、新能源發(fā)電終端的儲(chǔ)能，以及輕型動(dòng)力鉛酸市場(chǎng)的替代。

1. Lfp陰極的介紹
Lfp陰極呈現(xiàn)橄欖石結(jié)構(gòu)，作為電池的陰極e材料，它被涂在鋁箔上，與電池的陰極連接。當(dāng)Lfp陰極電池充電時(shí)，Li+從陰極脫插，通過(guò)電解質(zhì)進(jìn)入陽(yáng)極，同時(shí)e-從陰極到陽(yáng)極從外部電路移動(dòng)，以保證陰極和陽(yáng)極的電荷平衡。放電時(shí)，Li+從陽(yáng)極脫插并通過(guò)電解質(zhì)進(jìn)入陰極。

LFP陰極的性能由其元素組成和晶體結(jié)構(gòu)決定。lfp陰極的橄欖石結(jié)構(gòu)具有多離子框架，結(jié)構(gòu)單元為L(zhǎng)iO 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(qiáng)大的P-O共價(jià)鍵可以穩(wěn)定氧原子，防止其在電池充滿電時(shí)被氧化并釋放出氧氣。

 

 

因此，這種結(jié)構(gòu)使lfp陰極具有很高的安全性和循環(huán)壽命。同時(shí)，LFP正極的鋰離子只有一個(gè)一維的擴(kuò)散通道。與層狀材料（鈷酸鋰、三元）的二維鋰離子擴(kuò)散通道相比，離子電導(dǎo)率更低，電子電導(dǎo)率也更低。

 

2. lfp正極的上游產(chǎn)業(yè)
鋰電正極的主要原材料包括鋰源、鐵源、磷源等。一些原材料的價(jià)格需要通過(guò)上游的礦產(chǎn)開(kāi)采進(jìn)行加工，最后加工成Lfp陰極。

鋰源

鋰是一種金屬元素，元素符號(hào)為L(zhǎng)i，對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單物質(zhì)是一種銀白色的軟金屬，也是密度最小的金屬。鋰電池具有高開(kāi)路電壓、高比能量、寬工作溫度范圍、平衡放電、自放電電子等優(yōu)點(diǎn)。它們?cè)陔妱?dòng)車(chē)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能領(lǐng)域，如鋰電池、船用電池等，具有長(zhǎng)期的需求剛性和需求前景。

由于具有最強(qiáng)的陽(yáng)極電位，鋰是已知元素（包括放射性元素）中最活躍的金屬。在自然界中，它主要以spodumene、lepidolite和phosphate aluminite的形式存在。

就中國(guó)鹽湖提鋰的現(xiàn)狀而言，規(guī)模尚小，利用率不足。就鋰資源的整體需求結(jié)構(gòu)而言，由于其優(yōu)良的儲(chǔ)能性能，被廣泛用于電池，是目前應(yīng)用最廣泛的電池。

 

 

數(shù)據(jù)顯示，2021年以來(lái)，受益于我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)激增，鋰資源需求量大幅增加，供應(yīng)持續(xù)緊張。就目前情況來(lái)看，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)普及率與50%的普及率仍有較大差距，這將促進(jìn)鋰資源需求的持續(xù)增長(zhǎng)。

鐵源

鋰電正極的鐵源主要分為鐵元素（鐵塊）、亞鐵化合物（草酸亞鐵、硫酸亞鐵）和鐵化合物（氧化鐵）。

磷源

液相法大多使用磷酸一銨作為原料。固相法通常使用磷酸鐵，間接從磷酸或磷酸一銨中提取。磷化工行業(yè)是以磷礦石為原料，通過(guò)物理和化學(xué)加工生產(chǎn)各種含磷產(chǎn)品的行業(yè)。

 

3. lfp陰極的中游產(chǎn)業(yè)

市場(chǎng)規(guī)模

受政策因素影響，2017-2019年我國(guó)lfp陰極行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模一直處于下降趨勢(shì)，2019年下降至39.69億元。隨著2020年電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼的大幅下降，lfp陰極行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將快速上升，到2021年達(dá)到346.93億元。

供應(yīng)規(guī)模

2019年后，各家電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，如CATL推出CTP電池，比亞迪推出葉片電池，國(guó)禎高科推出JTM電池。通過(guò)優(yōu)化模塊結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到提高能量密度的效果。在此背景下，性?xún)r(jià)比更高的磷酸鐵鋰電池重新回到了公眾的視野。

從2020年下半年開(kāi)始，比亞迪漢、宏光MiniEV、鐵鋰版Model 3等爆款車(chē)型將陸續(xù)上市，推動(dòng)磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)乘用車(chē)中的滲透率繼續(xù)提升。2021年，我國(guó)磷酸鐵鋰行業(yè)產(chǎn)量已達(dá)42.18萬(wàn)噸。

需求規(guī)模

從2017年到2019年，中國(guó)的國(guó)補(bǔ)將重點(diǎn)放在電池能量密度的評(píng)估上。自2017年起，中國(guó)首次將電池系統(tǒng)的能量密度納入評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。高能量密度和長(zhǎng)巡航里程已經(jīng)成為新能源汽車(chē)企業(yè)獲得補(bǔ)貼的重要考核指標(biāo)。

動(dòng)力電池企業(yè)轉(zhuǎn)向大力發(fā)展三元鋰電池，lfp正極的市場(chǎng)份額急劇下降。2019年至今，我國(guó)國(guó)家補(bǔ)貼大幅下降，電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，搭載鐵鋰電池的爆款車(chē)型陸續(xù)上市。2021年，lfp正極行業(yè)的需求量已達(dá)40.2萬(wàn)噸。

供需平衡分析

2019年以后，受中國(guó)國(guó)家補(bǔ)貼減少和技術(shù)進(jìn)步的影響，隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)政策不斷加大對(duì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的政策支持，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，終端需求持續(xù)增長(zhǎng)。

大量資本涌入磷酸鐵鋰行業(yè)，產(chǎn)能迅速擴(kuò)大。低端正極材料的投資規(guī)模已經(jīng)超過(guò)了市場(chǎng)需求，出現(xiàn)了低端產(chǎn)能過(guò)剩、高端產(chǎn)能緊張的結(jié)構(gòu)性過(guò)剩局面。

隨著終端應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)材料安全性和能量密度的要求越來(lái)越高，lfp陰極行業(yè)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩。2021年，產(chǎn)銷(xiāo)率將下降到95.31%，中國(guó)lfp陰極行業(yè)將保持供需平衡。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)

目前，我國(guó)缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)力的中小企業(yè)正逐步退出市場(chǎng)，而排名前十的部分磷酸鐵鋰材料企業(yè)憑借前驅(qū)體的核心制備技術(shù)占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，集中度不斷提高。

 

4. 磷酸鐵鋰正極的下游產(chǎn)業(yè)
磷酸鐵鋰正極的主要下游產(chǎn)業(yè)是磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)。目前，磷酸鐵鋰電池屬于我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。由于工藝相對(duì)成熟，成本控制能力強(qiáng)，客戶渠道多，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品的銷(xiāo)售主要取決于下游市場(chǎng)需求的波動(dòng)。

 

 

如果磷酸鐵鋰電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域出現(xiàn)市場(chǎng)波動(dòng)，將對(duì)行業(yè)產(chǎn)生一定影響。從目前來(lái)看，中國(guó)是世界上最大的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)國(guó)之一，下游產(chǎn)業(yè)有較大的需求。從成本控制和國(guó)家戰(zhàn)略的角度看，中國(guó)對(duì)lfp正極的需求十分迫切，因此lfp正極的銷(xiāo)售主要取決于下游需求。

從應(yīng)用角度看，目前磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)商用車(chē)和儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的滲透率較高。在電動(dòng)乘用車(chē)領(lǐng)域，中國(guó)的滲透率約為35%。

一些海外汽車(chē)制造商，如大眾和戴姆勒已經(jīng)開(kāi)始競(jìng)標(biāo)磷酸鐵鋰電池車(chē)型。中國(guó)的磷酸鐵鋰版本的Model 3已經(jīng)部分出口到歐洲。預(yù)計(jì)未來(lái)磷酸鐵鋰汽車(chē)在歐洲的滲透率將逐步提高。

 

 

在非動(dòng)力電池領(lǐng)域，lfp陰極主要涉及三個(gè)方向的應(yīng)用： 5G基站儲(chǔ)能、新能源發(fā)電終端儲(chǔ)能、鉛酸電池市場(chǎng)替代。從市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2021年lfp陰極在非動(dòng)力電池領(lǐng)域也將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模為144.81億元，同比增長(zhǎng)298.68%。