磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)、成本及價格變化分析

磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)主要分為固相合成及液相合成法，化工屬性較強。

磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)通常可以分為固相合成法和液相合成法兩種：固相合成法由于其工藝 簡單，且易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，是制備電極材料最為常用的一種方法。固相合成法使 用的鐵源一般為草酸亞鐵、氧化鐵、磷酸鐵等，鋰源一般為碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰 等，磷源一般為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨等，通過高溫?zé)Y(jié)形成磷酸鐵鋰。 液相法的制備最大的特點是加入了溶劑，水熱／溶劑熱法是較為普及的液相合成法。以 水熱法為例，在密封的壓力容器中以水為溶劑，通過原料在高溫高壓的條件下進行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過過濾、洗滌、烘干后得到納米前驅(qū)體，最后經(jīng)高溫煅燒后即可得到磷酸鐵鋰。 相較于固相法，液相法制備磷酸鐵鋰混合均勻，產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量就相對更高，但是 反應(yīng)過程條件要求高，生產(chǎn)設(shè)備較復(fù)雜，量產(chǎn)難度較大，同時在廢液回收等環(huán)保方面存 在一定挑戰(zhàn)。

成本角度來看，原材料上固相法和液相法的主要差別在于磷酸鐵和硝酸鐵的應(yīng)用，截至 24 年 7 月初，磷酸鐵單噸成本超 1 萬元，向上延伸產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)磷酸鐵自供成為固相法企 業(yè)主流降本路徑；工藝成本方面，固相法主要依賴固體原料的物理混合和高溫反應(yīng)，省 去了溶劑的使用和處理步驟，但由于需要在較高溫度下進行燒結(jié)反應(yīng)，能耗相對較高。 而液相法涉及到溶劑的使用、分離和回收處理等工序，一定程度上提高了生產(chǎn)成本。綜 合考慮兩種制備工藝的原材料成本、設(shè)備折舊成本、人工電耗等其余成本來測算，工藝 路線不同導(dǎo)致的成本差異其實不大，實際經(jīng)營業(yè)績更多關(guān)注出貨量提高帶來的規(guī)模效應(yīng) 與區(qū)位優(yōu)勢帶來的資源稟賦。 根據(jù)龍蟠科技于 2023 年發(fā)布的可轉(zhuǎn)債募集說明書內(nèi)容，新建固相法工藝年產(chǎn) 10 萬噸磷 酸鐵鋰正極材料生產(chǎn)線所需投資為 15 億元，對應(yīng)單噸投資強度 15000 元。磷酸鐵鋰結(jié) 算方式為碳酸鋰均價*單耗*折扣系數(shù)+加工費，加工費剔除磷酸鐵等主要原料、能耗以 及其他費用后磷酸鐵鋰企業(yè)的加工所得。假設(shè) 10%為 ROIC 的合理收益， 則加工凈利應(yīng)達(dá) 1500 元/噸。結(jié)合原材料、能耗以及其他制造費用測算，合理的磷酸鐵鋰項目加工 費（包含磷酸鐵價格）應(yīng)達(dá) 18500 元/噸，而若考慮到企業(yè)整體的三費及研發(fā)投入，加 工費理應(yīng)有更高的企穩(wěn)位置。

由于磷酸鐵鋰上游原材料屬于礦產(chǎn)和化工等大宗商品，固相法、液相法兩大主要硫酸鐵 鋰制備工藝也主要依賴于化學(xué)反應(yīng)，在 2021、2022 年鋰電行業(yè)火熱的驅(qū)動下，興發(fā)集 團、川恒股份、云天化等磷化工及其他上游化工企業(yè)宣布布局磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈，除此以 外，川金諾、湖北宜化、新洋豐、龍佰集團、司爾特等企業(yè)，均向下游拓展至磷酸鐵及 磷酸鐵鋰領(lǐng)域。大量資本的集中涌入，而且其中不乏數(shù)百億市值的化工巨頭身影，導(dǎo)致 一時之間對于鐵鋰行業(yè)門檻、競爭格局的消極情緒開始發(fā)酵，鋰電景氣度放緩之后對于 鐵鋰的預(yù)期供給改善、周期反轉(zhuǎn)的預(yù)期也愈加悲觀。

但從數(shù)個季度的產(chǎn)業(yè)跟蹤來看，行業(yè)其實存在較大預(yù)期差，對于鐵鋰的認(rèn)知與情緒都有望得到修復(fù)。華友鈷業(yè)于 2022 年 6 月便宣布終止磷酸鐵鋰布局，2023 年末，云圖控股 5 萬噸磷酸鐵產(chǎn)能建成后，計劃終止后續(xù) 30 萬噸未建的磷酸鐵產(chǎn)能。部分跨界廠商磷酸 鐵鋰相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局出師未捷，部分磷酸鐵鋰產(chǎn)線建成的化工企業(yè)，可能目前更多集中在 要求相對較低的低價電池領(lǐng)域競爭。在高端的動力、儲能電池領(lǐng)域，下游寧德時代、比 亞迪等龍頭廠商持續(xù)迭代鐵鋰電池新品，集中在能量密度、快充倍率實現(xiàn)性能提升，對 應(yīng)給正極磷酸鐵鋰材料的要求也逐漸變高。以寧德時代為例，寧德時代的神行 PLUS 磷 酸鐵鋰電池在正極采用顆粒級配實現(xiàn)超高壓密，高成組效率的結(jié)構(gòu)在 CTP3.0 的基礎(chǔ)上 進行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，充分利用能量倉空間，進一步實現(xiàn) 7%的體積成組效率提升，該技 術(shù)對于磷酸鐵鋰正極的壓實密度提出更高門檻。鋰電產(chǎn)業(yè)鏈由電池環(huán)節(jié)的龍頭主導(dǎo)，當(dāng) 前電池廠對高端鐵鋰新品迭代熱情高漲，需要穩(wěn)定可靠、響應(yīng)迅速的成熟供應(yīng)商配合， 新玩家難以破局進入，傳統(tǒng)鐵鋰龍頭強者恒強，行業(yè)格局趨于穩(wěn)定且集中度有望繼續(xù)提 升。

磷酸鐵鋰格局有望完成重塑，頭部開工率遠(yuǎn)高于行業(yè)均值。根據(jù)磷酸鐵鋰正極材料出貨 來看，頭部材料廠商地位穩(wěn)固，湖南裕能穩(wěn)坐磷酸鐵鋰首位，德方納米、萬潤新能、龍 蟠科技緊隨其后，2023 年磷酸鐵鋰出貨 CR4 超 60%，行業(yè)集中度較高，頭部企業(yè)與下 游龍頭電池廠合作緊密。產(chǎn)能方面，根據(jù) EVTank 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截止到 2023 年年底， 中國磷酸鐵產(chǎn)能達(dá)到 361.9 萬噸，磷酸鐵鋰產(chǎn)能達(dá)到 341.7 萬噸，整體產(chǎn)能利用率均不 足 50%。頭部四家磷酸鐵鋰正極企業(yè) 23 年末產(chǎn)能合計達(dá) 143.58 萬噸，占比近 50%。 結(jié)合磷酸鐵鋰頭部廠商出貨及產(chǎn)能比例來看，頭部廠商稼動率遠(yuǎn)高于行業(yè)平均值，下游 訂單向頭部傾斜，二三線廠商直面低開工率、負(fù)現(xiàn)金流困境，或面臨出清。

鐵鋰行業(yè)價格低谷，龍頭微利其余承壓。磷酸鐵鋰上游主要原材料為碳酸鋰及磷酸鐵， 2021 年以來原材料價格經(jīng)歷了劇烈波動，即便磷酸鐵鋰價格隨之經(jīng)歷了大幅拉升及跳水， 不同價位原材料庫存對于公司盈利能力仍有較大影響。2021 全年，磷酸鐵鋰及原材料價 格一路走高，截至 2021 年末，電池級碳酸鋰價格翻五倍有余、無水磷酸鐵價格接近翻 番，儲能型磷酸鐵鋰和動力型磷酸鐵鋰價格在 2021 年末分別達(dá)到 9 萬元/噸和 10 萬元/ 噸，較年初漲幅均超 160%。由于原材料存在一定的庫存周期，相對低價的原材料庫存 使得售價飆高的磷酸鐵鋰企業(yè)毛利率大幅增長，2021 年湖南裕能、德方納米、萬潤新能 毛利率均較上年增長超 10pct，龍蟠科技于 21 年收購貝特瑞切入磷酸鐵鋰，也在當(dāng)年維 持較高的盈利水平。2022 年，磷酸鐵鋰及原材料價格進一步抬升并于高位維持，使得凈 利潤絕對值大幅增長，庫存價格相對穩(wěn)定且同步使得毛利率水平小幅下降。自 2023 年 起，磷酸鐵鋰及原材料價格大幅跳水，鐵鋰企業(yè)高價庫存產(chǎn)生了大量的存貨跌價損失， 而供給釋放、原材料價格走跌導(dǎo)致的售價巨幅下降使得企業(yè)開工率下降、固定成本占比 提升，行業(yè)盈利能力顯著承壓。 供給出清、周期修復(fù)成為 2024 年鋰電行業(yè)的主旋律，截至 2024 年 6 月末，儲能型磷酸 鐵鋰和動力型磷酸鐵鋰價格分別維持在 3.7 萬元/噸和 3.95 萬元/噸，測算目前對應(yīng)加工 費僅為約 16000 元/噸的水平，除規(guī)模化優(yōu)勢、電費優(yōu)勢明顯的龍頭企業(yè)之外，二線廠 商出現(xiàn)虧損、三線以下廠商虧現(xiàn)金，成本與客戶結(jié)構(gòu)的差異加速鐵鋰行業(yè)實現(xiàn)出清，而 從中長期的角度看，價格回歸價值的趨勢確立，集中度提升為龍頭帶來更高份額的同時 也帶來了更大的反轉(zhuǎn)彈性。