磷酸鐵鋰正極是一種lifepo4電池電極材料，化學式為LiFePO4陰極（簡稱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用領域可分為兩大類：動力電池和非動力電池。其中，在動力電池領域，lfp正極主要作為各類純電動和插電式混合動力新能源汽車動力系統(tǒng)的正極材料。在非動力電池領域，lfp陰極主要用于5G基站的儲能、新能源發(fā)電終端的儲能，以及輕型動力鉛酸市場的替代。

1. Lfp陰極的介紹
Lfp陰極呈現橄欖石結構，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Lfp陰極電池充電時，Li+從陰極脫插，通過電解質進入陽極，同時e-從陰極到陽極從外部電路移動，以保證陰極和陽極的電荷平衡。放電時，Li+從陽極脫插并通過電解質進入陰極。

LFP陰極的性能由其元素組成和晶體結構決定。lfp陰極的橄欖石結構具有多離子框架，結構單元為LiO 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）。磷酸根中強大的P-O共價鍵可以穩(wěn)定氧原子，防止其在電池充滿電時被氧化并釋放出氧氣。

 

 

因此，這種結構使lfp陰極具有很高的安全性和循環(huán)壽命。同時，LFP正極的鋰離子只有一個一維的擴散通道。與層狀材料（鈷酸鋰、三元）的二維鋰離子擴散通道相比，離子電導率更低，電子電導率也更低。

 

2. lfp正極的上游產業(yè)
鋰電正極的主要原材料包括鋰源、鐵源、磷源等。一些原材料的價格需要通過上游的礦產開采進行加工，最后加工成Lfp陰極。

鋰源

鋰是一種金屬元素，元素符號為Li，對應的簡單物質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。它們在電動車動力電池和儲能領域，如鋰電池、船用電池等，具有長期的需求剛性和需求前景。

由于具有最強的陽極電位，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。

就中國鹽湖提鋰的現狀而言，規(guī)模尚小，利用率不足。就鋰資源的整體需求結構而言，由于其優(yōu)良的儲能性能，被廣泛用于電池，是目前應用最廣泛的電池。

 

 

數據顯示，2021年以來，受益于我國電動汽車產銷激增，鋰資源需求量大幅增加，供應持續(xù)緊張。就目前情況來看，我國電動汽車普及率與50%的普及率仍有較大差距，這將促進鋰資源需求的持續(xù)增長。

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，通過物理和化學加工生產各種含磷產品的行業(yè)。

 

3. lfp陰極的中游產業(yè)

市場規(guī)模

受政策因素影響，2017-2019年我國lfp陰極行業(yè)的市場規(guī)模一直處于下降趨勢，2019年下降至39.69億元。隨著2020年電動汽車補貼的大幅下降，lfp陰極行業(yè)的市場規(guī)模將快速上升，到2021年達到346.93億元。

供應規(guī)模

2019年后，各家電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結構優(yōu)化方案，如CATL推出CTP電池，比亞迪推出葉片電池，國禎高科推出JTM電池。通過優(yōu)化模塊結構，可以達到提高能量密度的效果。在此背景下，性價比更高的磷酸鐵鋰電池重新回到了公眾的視野。

從2020年下半年開始，比亞迪漢、宏光MiniEV、鐵鋰版Model 3等爆款車型將陸續(xù)上市，推動磷酸鐵鋰電池在電動乘用車中的滲透率繼續(xù)提升。2021年，我國磷酸鐵鋰行業(yè)產量已達42.18萬噸。

需求規(guī)模

從2017年到2019年，中國的國補將重點放在電池能量密度的評估上。自2017年起，中國首次將電池系統(tǒng)的能量密度納入評估標準。高能量密度和長巡航里程已經成為新能源汽車企業(yè)獲得補貼的重要考核指標。

動力電池企業(yè)轉向大力發(fā)展三元鋰電池，lfp正極的市場份額急劇下降。2019年至今，我國國家補貼大幅下降，電池企業(yè)陸續(xù)推出電池結構優(yōu)化方案，搭載鐵鋰電池的爆款車型陸續(xù)上市。2021年，lfp正極行業(yè)的需求量已達40.2萬噸。

供需平衡分析

2019年以后，受中國國家補貼減少和技術進步的影響，隨著中國產業(yè)政策不斷加大對電動汽車發(fā)展的政策支持，在市場需求的推動下，終端需求持續(xù)增長。

大量資本涌入磷酸鐵鋰行業(yè)，產能迅速擴大。低端正極材料的投資規(guī)模已經超過了市場需求，出現了低端產能過剩、高端產能緊張的結構性過剩局面。

隨著終端應用場景對材料安全性和能量密度的要求越來越高，lfp陰極行業(yè)出現了結構性產能過剩。2021年，產銷率將下降到95.31%，中國lfp陰極行業(yè)將保持供需平衡。

市場競爭

目前，我國缺乏核心競爭力的中小企業(yè)正逐步退出市場，而排名前十的部分磷酸鐵鋰材料企業(yè)憑借前驅體的核心制備技術占據了主要的市場份額。市場競爭加劇，集中度不斷提高。

 

4. 磷酸鐵鋰正極的下游產業(yè)
磷酸鐵鋰正極的主要下游產業(yè)是磷酸鐵鋰電池產業(yè)。目前，磷酸鐵鋰電池屬于我國重點發(fā)展的產業(yè)。由于工藝相對成熟，成本控制能力強，客戶渠道多，磷酸鐵鋰電池產品的銷售主要取決于下游市場需求的波動。

 

 

如果磷酸鐵鋰電池的主要應用領域出現市場波動，將對行業(yè)產生一定影響。從目前來看，中國是世界上最大的磷酸鐵鋰電池生產國之一，下游產業(yè)有較大的需求。從成本控制和國家戰(zhàn)略的角度看，中國對lfp正極的需求十分迫切，因此lfp正極的銷售主要取決于下游需求。

從應用角度看，目前磷酸鐵鋰電池在電動商用車和儲能電池領域的滲透率較高。在電動乘用車領域，中國的滲透率約為35%。

一些海外汽車制造商，如大眾和戴姆勒已經開始競標磷酸鐵鋰電池車型。中國的磷酸鐵鋰版本的Model 3已經部分出口到歐洲。預計未來磷酸鐵鋰汽車在歐洲的滲透率將逐步提高。

 

 

在非動力電池領域，lfp陰極主要涉及三個方向的應用： 5G基站儲能、新能源發(fā)電終端儲能、鉛酸電池市場替代。從市場規(guī)模來看，2021年lfp陰極在非動力電池領域也將呈現爆發(fā)式增長，市場規(guī)模為144.81億元，同比增長298.68%。