（报告出品方/作者：广发证券，陈子坤、纪成炜）
一、磷酸铁锂开启海内外乘用车+储能需求共振
磷酸铁锂趋势成长，未来空间广阔。动力应用方面，磷酸铁锂电池凭借成本优势，结合CTP、刀片、JTM等技术创新不断突破上限，全球范围内进一步打开乘用车应用空间，打造销量爆款。非动力领域，年受5G基站建设加快以及国外家储市场增长带动，储能锂电池出货同比高增，预计未来五年仍处于高速发展期。预计年磷酸铁锂材料总需求量可达万吨，五年复合增速91%。
（一）动力市场：国内持续打造爆款，海外品牌从零突破
磷酸铁锂趋势回暖，年底开始大幅放量。年后新出台的补贴政策淡化能量密度和续航指标，开启了以高安全性、低成本为导向的补贴政策新周期，新能源汽车逐步回归市场化需求，同时补贴政策的退坡与平价周期的来临迫使企业选择成本更低的动力电池，磷酸铁锂行业景气度逐渐回暖。据中国汽车动力电池产业创新联盟，全年磷酸铁锂电池装车量累计24.4GWh，同比增长20.6%，占总装车量38.3%，同比增长15.6%，是装车量整体增长的主要驱动力，而同期三元电池装车量同比下降4.1%。分季度看，年Q4磷酸铁锂电池共计装车14GWh，同比上升.3%，环比上升69.1%，同期三元电池装车量同比仅上升32.3%，环比上升2.2%。磷酸铁锂装机量占比从年初的12.83%提升至53.51%，增长趋势显著。
国内磷酸铁锂已持续打造爆款车型。年以来磷酸铁锂电池凭借高安全性和低成本等优势，结合宁德时代CTP、比亚迪刀片、国轩高科JTM等结构创新不断突破技术上限，降本增效打造从A00级五菱Mini到B级特斯拉Model3等爆款车型。从年10月到年2月，宏光miniEV和特斯拉Model3雄踞销量前二，此外比亚EV也基本保持月销前五。年7月小鹏P7铁锂版初上市销量环比大幅改善，8月起特斯拉ModelY铁锂版上市，至9月销量明显爬坡。磷酸铁锂电池后续配套小鹏P5等车型，有望进一步提高国内装机占比，同时特斯拉、大众、戴姆勒、福特等车企有望先后启动海外磷酸铁锂车型周期，海外客户接受度逐渐提升。
海外乘用车配套加速，磷酸铁锂打开全球市场。年8月，特斯拉ModelY铁锂版正式开启交付，10月特斯拉宣布全球标续车型搭载磷酸铁锂电池；苹果被曝与宁德时代和比亚迪接洽考虑采用磷酸铁锂电池；福特汽车公布的新能源计划中，考虑未来使用磷酸铁锂电池；大众“电池日”上公布的未来电池技术路线里，入门级车型将使用磷酸铁锂电池；戴姆勒集团CEO康林松表示梅赛德斯-奔驰考虑在入门级车型中使用磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池正加速切入海外乘用车品牌，有望提高全球动力市场渗透率。
（二）储能市场：拐点将至全面应用磷酸铁锂
储能发展指导意见正式出台，需求拐点渐行渐近。年7月15日，国家发改委、国家能源局正式印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，明确到年新型储能装机规模达30GW以上，未来五年将实现新型储能从商业化初期向规模化转变，到年实现新型储能全面市场化发展。根据CNESA数据，截至年末，中国电化学储能累计装机规模达3.3GW，预计未来五年复合增速超56%，储能行业迎来最大发展机遇期。
重安全、降成本、支持共享储能，三大变化映射储能发展趋势。与年4月发布的征求意见稿相比，正式版《意见》新增三部分内容：（1）强化储能消防安全管理，推动建立安全技术标准及管理体系；（2）持续推进研发降本，以“揭榜挂帅”方式加强关键技术装备研发，推动储能持续降本；（3）支持共享储能发展，对于配套建设或以共享模式落实新型储能的新能源发电项目，在并网时序、系统调度运行安排、保障利用小时数、电力辅助服务补偿考核等方面予以补偿倾斜。新增内容明确储能方向，行业发展路径渐行渐晰。
抽水蓄能是目前主要储能方式，电化学储能具备长期潜力，磷酸铁锂电池成为首选。抽水储能是在电网低谷时利用过剩电力将水从下池水库抽到上池水库转化为重力势能储存，在电力负荷高峰时放水发电，将重力势能重新转换为电能，是目前最主要的储能形式。根据CNESA，截至年底全球已投运储能项目累计装机规模.1GW，同比增长3.4%；中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW，占全球市场总规模的18.6%，同比增长9.8%，涨幅较年同比增长6.2%。其中抽水蓄能据绝对主导地位，占比分别达到90.3%和89.3%，但份额较年下降2.3%和4.1%。年国内储能新增装机中，锂电池储能占比达47.6%，全球范围内占比更高，达到71.5%，新增装机呈现向电化学储能转变趋势，而磷酸铁锂电池以其长循环、低成本和高安全成为储能电池首选。
电化学储能受政策影响呈现行业波动，年步入快速增长期。年《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》出台与国内电力体制改革市场化推进，年电网侧储能实现快速增长，国内新增电化学储能.9MW，同比大幅增长.6%。年国家发改委明确电储能设施成本不得计入输配电价，电网侧储能成本回收受阻，投资积极性回落导致当年储能增速放缓。年起随着一系列政策的密集出台和碳中和目标的高导向性，“储能+”模式在多个应用场景实现规模扩张。截至年底，全球与中国累计电化学储能规模达14.2/3.3GW，同比增长49.6%/91.2%，年新增4.7/1.6GW，同比增长63.8%/.7%，中国增速引领全球。
储能趋势成长，五年超十倍需求空间。发电侧储能主要需求在于集中式新能源场站配储，年各省相继出台新能源场站配置10%-20%功率，2小时备电时长的储能设施，政策约束打开发电侧储能短期市场空间，伴随储能成本下探与模式延展带来更多收益补偿，长期新能源场站有望迎来主动配储需求。电网侧储能随电力辅助服务市场化改革而逐步兴起，盈利性驱动需求扩张。用户侧以工商业和家庭储能削峰填谷为主，新政明确扩大峰谷价差，充换电站、5G基站、数据中心等高耗能行业配储需求进一步激发，我们预计年全球电化学储能需求量达GWh，五年复合增速达61.69%，“十四五”期间需求量达GWh，其中发电侧与用户侧将为储能需求贡献主要增量。（报告来源：未来智库）
二、工艺持续升级，强化长期技术壁垒
（一）迎接磷酸铁锂技术升级红利
磷酸铁锂从生产工艺角度主要分为固相法和液相法。固相法将铁源、磷源、锂源通过机械研磨均匀后在高温煅烧碳包覆制备磷酸铁锂；液相法将原材料在液体中混合，利用自发热制备成凝胶前驱体后烧结制备磷酸铁锂。根据生产工艺+铁源可进一步可以划分为固相法+磷酸铁、固相法+草酸亚铁、液相法+硝酸铁、液/固相法+铁红这四种路线。
（1）固相法+磷酸铁工艺成熟，占磷酸铁锂合成工艺的80%，工艺易于控制、产品克容量较高。但相比液相法物料混合不均匀，较为依赖前驱体磷酸铁产能和理化品质。
（2）固相法+草酸亚铁工艺简单，制成材料压实密度高，循环衰减较少，但烧结过程中会产生大量的氨气、水、二氧化碳，生产安全风险较高。
（3）液相法+硝酸铁工艺原料来源广泛，可外购铁块与硝酸自制硝酸铁降低合成成本，缓解前驱体供应瓶颈。物料在液相中混合均匀，产品一致性高，但生产管控难度较大。
（4）铁红工艺的铁源为氧化铁，相比其他工艺更安全原料价格低，能改善材料的导电性、铁源无毒环保成本更低。有较好的低温和倍率性能，但电池级的铁红要严格控制纯度和粒度分布，对铁源铁红的要求较高。
硝酸铁液相法产品循环性能强，草酸亚铁工艺压实密度优越。液相法如德方纳米DY-1系列铁锂材料循环周，容量保持率达到80%。磷酸铁锂原料成本取决于上游锂源、磷源、铁源等。不同工艺路线降本路径存在差异。草酸亚铁可使用磷酸锂同时作为锂源和磷源原料成本低，降本路径清晰、空间大，同时压实密度高，在高端动力领域优势大。磷酸锰铁锂工艺路线与铁锂一致，压实密度、电压窗口更高，低温性能较好。
在此基础上，磷酸锰铁锂可进一步提升压实密度，改善电池能量密度水平。磷酸锰铁锂（LiFexMn1-xPO4）兼具磷酸铁锂安全稳定和磷酸锰锂高电压的双重特点。与磷酸铁锂同具橄榄石晶体结构，晶体结构中既有锰也有铁，铁和锰的比例可调节，结构稳定性佳。即使在充电的过程中锂离子全部脱出，也不会造成结构崩塌。但磷酸锰铁锂为双电压平台，存在一定不稳定性。
磷酸锰铁锂工艺路线与磷酸铁锂相通，相比之下拥有更高的电压平台和容量。磷酸锰铁锂工艺路线和磷酸铁锂相近，分为固相法和液相法。固相法原料来源广泛、成本低、工艺相对简单，易于规模化生产，但产品倍率等性能欠佳；液相法产品一致性好、压实密度高，但产品晶结度较差，往往需要高温烧结，成本较高。磷酸锰铁锂理论容量与磷酸铁锂相同，为mAh/g；电极电势为4.1V，远高于铁锂的3.4V；能量密度比铁锂材料高10-20%，与三元材料接近；循环周期达-次；低温性能优于三元和铁锂。
工艺路线直接决定生产成本及其下降潜力。草酸亚铁供应链配套不足，使得铁源成本高于其他路线，但随着煤化工企业进入，可解决草酸配套问题降本，同时锂源可兼容磷酸锂，磷酸锂单价更低，同时从磷源、锂源降本；磷酸铁制备过程中需要氨水（氨法）或氢氧化钠（钠法）调节PH值，氨水单吨成本比氢氧化钠更低，但出于环保原因，生成的副产品硫酸铵无法直排产生环保成本，通过硫酸铵外售可补贴部分后处理成本；液相法采用工业级碳酸锂成本较低，自热蒸发法节约能源成本，但使用硝酸后续也会产生氮氧化物副产品，环保要求高，工艺控制难；铁红铁源成本低廉、材料无毒环保成本低。
新工艺持续产业化，年开启磷酸铁锂长技术周期。磷酸铁固相法为目前主流工艺，年初德方纳米高循环硝酸铁液相法曲靖基地顺利投产，年底富临精工子公司江西升华采用的高压实性能草酸亚铁工艺有望实现大规模量产；年9月德方纳米公告拟建设曲靖10万吨磷酸盐系项目，预计年磷酸锰铁锂和铁红工艺的磷酸铁锂有望实现规模化量产，推动磷酸铁锂长期技术升级。
（二）把握海外核心专利授权，出海即将提速
磷酸铁锂基础结构、碳包覆、碳还原三大核心技术专利发端于海外。年，美国德州大学奥斯汀分校教授JohnB.Goodenough在实验室里发现了继钴酸锂、锰酸锂之后的锂电池第三种正极材料——磷酸铁锂，该核心专利主要保护了磷酸铁锂的结构组成和制备方法，是磷酸铁锂的基础性结构专利。第二大专利碳包覆由魁北克省水务公司于年申请。第三大磷酸铁锂专利为碳热还原，由魁北克水力和Valence公司分别于年和年申请。
国内核心专利案宣告无效，奠定磷酸铁锂电池蓬勃发展的法律环境。年，魁北克水电公司向中国国家知识产权局申请了名为“控制尺寸的涂敷碳的氧化还原材料合成方法”的专利，该专利几乎覆盖了磷酸铁锂电池的所有制造技术，并于年获得专利授权，时值新能源汽车产业链起步阶段，巨额的专利授权费必将阻碍中国动力电池的发展。年8月，中国电池工业协会向国家专利复审委员会提出针对魁北克水电的专利无效请求，年专利复审委员对修改后的项权利要求，宣告其专利全部无效。
国内铁锂出海受制于专利束缚，国内仅德方纳米和北大先行等少数企业获得授权。目前铁锂出海受到高额专利法和诉讼费的遏制。国内生产磷酸铁锂的企业一般采取的措施包括：
（1）购买专利联盟LFP材料专利，包括中国台湾立凯电能、巴斯夫、德方纳米等购买LiFePO4+CLicensingAG专利授权的方式解决出海问题。
（2）通过与拥有专利授权的公司注册成立合资公司或合并销售，比如北大先行与普瑞昂（比利时）出资创立一家合资企业，主要业务为制造和销售基于由LiFePO4+CLicensingLLC（磷酸铁锂碳包覆专利联盟）授权专利的磷酸铁锂产品。
（3）绝大部分企业选择申请相关国内专利，等待海外核心专利于年到期。
三、完善供应链配套，重构成本曲线
锂源、磷源和电费是磷酸铁锂成本主要构成部分。据德方纳米的招股说明书，以碳酸锂和前驱体为主的原材料占总成本比例接近70%，磷酸铁锂成本和性能主要取决于前驱体的材料体系和制备工艺。此外，电费、水费等能源成本也是重要构成部分，其中用电成本约占总成本比例10%，主要取决于区位，例如云南地区大工业用电单价低至0.元/kWh，使德方纳米位于云南曲靖基地享有较低的用电成本。
产业链合作趋势逐渐强化，携手保障供应链配套。需求快速攀升之下，企业谋篇布局更加考验供应链配套和大宗化布局能力，类似天赐材料-三宁化工、富临精工-川恒股份及广东邦普-湖北宜化，以工艺创新建立技术优势的同时依托化工协同建立成本优势将重构行业壁垒，如净化磷酸、双氧水等管道运输可以节约运输和包装费用，而宁德时代/亿纬锂能-德方纳米等则以典型的上下游合资模式共同建设产能以保障稳定供给，强化了磷酸铁锂产业链合作趋势。
磷、酸、铁、锂四位一体综合布局对应的供应链管理和降本能力，将成为奠定行业成本曲线位置的胜负手。当前行业仍处于年底以来供需失衡带来的高景气周期，而磷酸铁锂产业链逐渐迈向大宗化，更加考验企业在供应链管理和工艺创新降本方面的潜力。能够在磷源/铁源/锂源上把握关键资源、掌握创新工艺路线的企业，将拥有长期竞争力。
（一）锂：磷酸锂路线拓宽降本空间
磷酸锂溶解度较低，易于沉淀。磷酸锂是一种微溶于水的晶体，溶解度0.g/ml，相比于碳酸锂的1.3g/ml溶解度明显较低，因此磷酸锂更容易沉淀析出，使用磷酸盐提锂对锂离子的收率更高。
磷酸锂替代碳酸锂适用于非磷酸铁工艺路线，有望大幅打开降本空间。草酸亚铁、硝酸铁、铁红路线下，磷酸锂替代碳酸锂具备技术上的可行性。相比碳酸锂提锂对于品位要求高，且需求增长速度过快引发的价格上涨，磷酸锂的提锂成本和价格均较低。磷酸盐对锂离子的收率高于碳酸盐，以卤水提锂为例，低于20%浓度的卤水提碳酸锂的成本过高，但这些低品位卤水仍能够提磷酸锂，从而降低了磷酸锂的生产成本。此外采用磷酸锂还可降低磷源成本，以富临精工子公司江西升华所采用的草酸亚铁路线为例，通过磷酸锂生产磷酸二氢锂相比碳酸锂能够节省约三分之一的磷元素用量。
用锂辉石制备磷酸锂技术专利已经具备，商业化生产仍待推进。除了盐湖提锂之外，用磷酸和锂精矿制备磷酸锂的技术也已经有相关专利储备，根据赣锋锂业的专利申请书，将锂辉石精矿与硫酸反应得到硫酸锂粗液，除杂加磷酸后得到磷酸锂产品。但由于锂精矿提碳酸锂的收率较高，目前磷酸锂相关技术仍处于实验室和中小试阶段，量产仍需时间。
盐湖提锂是磷酸锂的主要制备途径。近年来对于产线沉锂母液的充分利用提高了盐田到车间的整体一次收率，新增磷酸锂产线对过去不具备经济性的低浓度盐湖卤水进行开发利用，是盐湖提锂领域的一大精细化趋势，例如年恒信融利用产线剩余的沉锂母液建设了年产吨磷酸锂产能，此外五矿盐湖具也备一定的磷酸锂产能。
富临精工拟收购恒信融股权，有望率先实现磷酸锂制备磷酸铁锂产业化推进。年9月13日富临精工公告拟与青海恒信融锂业科技有限公司的自然人股东陈伟签署《股权转让协议》，受让陈伟持有的恒信融9%股权，股权转让价款为3.33亿元。富临精工拟在成为恒信融股东后，继续对其以增资的方式再获得其25%股权，并将在市场公允价格条件下包销恒信融未来五年的磷酸锂产量，以及获得对恒信融碳酸锂产品的优先采购权。恒信融拥有大柴旦行委西台吉乃尔湖东北深层卤水盐湖资源探矿权，具备先进盐湖卤水提锂工艺技术，是国内首家将正渗透膜工艺技术应用于盐湖提锂的企业，现有一期年产2万吨电池级碳酸锂工厂已投产。恒信融当前具备年产吨磷酸锂产能，富临精工采用的草酸亚铁工艺有望在行业内率先实现磷酸锂对碳酸锂产业化替代，推动行业成本曲线分化。（报告来源：未来智库）
（二）磷：净化湿法磷酸产能积蓄供应链优势
磷化工是以磷矿石为原料，经过物理化学加工制得各种含磷制品的工业，产品主要包括磷肥、含磷农药、元素磷、磷酸、磷酸盐、有机磷化物等。
磷肥产业集中度较高。根据中国磷复肥工业协会数据，国内磷肥产量中44%是磷酸二铵，41%是磷酸一铵，为主要磷肥。而国内磷肥一梯队龙头企业为云天化和贵州磷化，年的市占率分别为17.2%和15.8%，远高于二梯队企业新洋丰、湖北宜化、湖北祥云等。根据卓创资讯数据，国内磷酸一铵一梯队龙头为湖北祥云、新洋丰，年市占率分别为11.5%和10.5%，磷酸二铵格局则更加集中，云天化、贵州开磷为一梯队龙头，年市占率分别为21.4%和18.7%。
国内磷酸一铵年产量在万吨级别，其中工业级磷酸一铵行业需求量达到百万吨级，据年报披露，龙头企业川发龙蟒年工业级磷酸一铵产量为36.48万吨，同比增长52.57%，系全球产销量最大的工业级磷酸一铵生产企业，出口量超过国内出口总量的50%。
农业级和工业级磷酸一铵主要差异在于磷养分含量的不同，肥料级磷酸一铵主要为磷养分含量55%、58%、60%三种规格的产品，工业级磷酸一铵则是纯度96%、98%、98.5%三种规格的产品。随着磷酸铁锂电池回潮带动工业级磷酸一铵需求量的快速增长，未来或需要将农铵产能转化为工铵。
磷酸根据工艺不同可分为湿法磷酸和热法磷酸。热法是用磷矿石（以块矿为主）、白煤等生成黄磷再制成热法磷酸，耗电量大，杂质少；湿法则是用磷矿（以粉矿为主）和硫酸直接反应生成磷酸，副产磷石膏处理较为棘手，湿法磷酸相比热法磷酸杂质更多，需要多一道净化工艺，制成净化磷酸才能满足部分场景使用。
争力分析》梅毅，广发证券发展研究中心国内热法磷酸格局较为成熟，湿法磷酸瓮福一家独大。根据百川盈孚，年国内热法磷酸龙头江苏澄星的有效产能50万吨，占行业有效产能21.41%，CR3约47.11%。湿法磷酸产能以瓮福一家独大，年有效产能达到百万吨级，而三磷整治背景下，湿法磷酸副产的磷石膏处理很大程度上牵制了新产能的扩张。
受能耗限制，热法磷酸产能有逐渐被湿法替代的趋势。根据百川盈孚统计，年国内热法磷酸和净化磷酸总产量为.57万吨，瓮福集团净化磷酸产量为98.93万吨，占全国生产总量比例为46.5%。国内湿法净化磷酸的开工率接近%；而热法磷酸的开工率仅为47%。未来国内大量热法磷酸产能面临退出的风险。
净化湿法磷酸（PPA）工艺壁垒较高，国内可实现工业化生产的企业寥寥。20世纪70年代的能源危机让海外黄磷产能大规模关停、淘汰、受限，净化磷酸技术率先在海外发达国家实现了突破和产业化应用。净化磷酸的工艺主要有化学沉淀法、溶剂沉淀法、溶剂萃取法、离子交换树脂法、结晶法等，但当前主流的工艺是溶剂萃取法，难点主要在于萃取设备的选择。目前国内实现工业化生产净化磷酸工艺的企业有瓮福集团、兴发集团、云天化和川恒股份等少数企业，其中瓮福集团联合清华大学技术，利用微结构萃取器净化湿法磷酸技术，实现了萃取设备工作效率的提升和体积的减小，瓮福集团同时也是国内最早实现净化磷酸产业化生产的企业，截至年净化磷酸产能约为45万吨，遥遥领先国内其他企业。
由于湿法磷酸产能限制价格走高、净化湿法磷酸技术壁垒较高，当前湿法磷酸配套存在一定瓶颈。而制备磷酸铁锂的各大工艺之中，唯有钠法工艺配套的磷源必须为磷酸，氨法的磷源配套多为磷酸或磷酸一铵，因此在产能快速扩张过程中氨法工艺受到的限制相对更少，而未来绑定湿法磷酸尤其是净化湿法磷酸供应链的材料生产企业也将拥有相当竞争优势，例如宁德时代旗下广东邦普跟湖北宜化合作开发磷氟资源、富临精工与川恒股份合作净化磷酸及磷酸二氢锂等。
（三）酸：草酸潜在降本空间较大
采用磷酸铁、硝酸铁、草酸亚铁路线制备磷酸铁锂，前驱体需要酸类物质与铁源进行反应。硫酸：年产量较大，格局分散。硫酸亚铁主要来源于钛白粉副产，作为硫酸法钛白粉的重要酸源，硫酸素有“工业之母”称号，据Wind数据，行业年产量接近万吨。引入硫酸进入磷酸铁锂原材料体系会生成较难排放的硫酸铵、硫酸钠等副产物，有一定环保处理成本。天赐材料年公告募投不超过16.65亿元扩充电解液及日化业务相关产能，其中投入2.34亿元上马年产40万吨的硫磺制酸项目，解决六氟磷酸锂及LiFSI配套同时打造磷酸铁循环体系。
草酸：煤化工投产有望扩大行业规模。我国草酸企业主要分布在山东、福建、东北、内蒙古、山西等地。根据丹化科技招股说明书计算，年国内草酸行业草酸出货量约35万吨，属于精细化学品范畴，龙头丰元股份年草酸销量约6.5万吨，占比19%，丹化科技年销量8.66万吨，占比25%。年10月华鲁恒升50万吨乙二醇装置投产，副产20万吨草酸有望扩大行业规模，大幅下探草酸报价，推动富临精工持续降本。
硝酸：