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铁锂材料龙头德方纳米

作者：郑向峰
2021-04-30 00:36:10
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本首发于汇迎公众号今天我们一起梳理一下德方纳米，公司的主要业务为纳米磷酸铁锂材料的研发、生产和销售。公司独家采用“自热蒸发液相合成法”生产纳米磷酸铁锂，拥有自主知识产权，产品具有生产成本低、循环寿命长等特，是用于生产锂离子电池的正极材料。

磷酸铁锂能量密度稍低，但性能稳定安全。目前常见的正极材料主要有钴酸锂（LCO）、磷酸铁锂（LFP）和三元（NCM）。钴酸锂是最先商业化的正极材料，电压高、振实密度高、结构稳定、安全性好，但成本高且克容量低。三元材料根据镍钴锰的含量不同，容量和成本有所差异，整体能量密度高于磷酸铁锂和钴酸锂。镍含量越高、钴含量越低，克容量越高，初始材料成本越低。磷酸铁锂克容量介于两者中间，由于其独特的橄榄石结构较为稳定，循环性能好，安全性好。

目前磷酸铁锂的使用成本约为 0.08 元/Wh，三元 811、622 和 523 分别为0.29/0.24/0.23 元/Wh，使用磷酸铁锂在正极上可以节省 0.15-0.21 元/Wh，对应节省 65-72%的正极成本。

补贴效应弱化，低成本磷酸铁锂重获竞争力。新能源车补贴中对于能量密度和续航里程有要求，能量密度越高、续航里程越长，相应补贴越高。此前在补贴政策的引导下，高能量密度的三元电池渗透率迅速提升，压制了磷酸铁锂在乘用车中的应用。2019 年 3 月公布的补贴政策，额度相比于 2018 年大幅退坡。2020 年 4月 23 日四部委继续出台政策，将补贴政策期限延长至 2022 年底，2020-2022 年分别在上一年基础上退坡 10%、20%、30%。目前乘用车单车补贴最高 2.25 万元/辆，较 18 年 6 万元/辆大幅减少，补贴效应弱化。在后补贴时代，市场回归性价比，具备成本优势的磷酸铁锂路线将重获竞争力。

“刀片”、“CTP”提升磷酸铁锂能量密度并降低成本，增强竞争力。传统的电池包是由电芯和金属盖板端板、线束、粘合剂、导电胶、模组控制单元等部件组合形成一个电池模组，再由模组构成电池包（Pack）。在这样的三层结构里面，模组起到了保护支撑并集成电芯的作用，也有助于温度控制和便于维修。但模组的存在使得整个电池包空间利用率下降，导致了成组效率较低。宁德时代提出了“CTP”方案，省去了电池模组组装环节，体积利用率提高 15-20%，零部件减少了 40%，生产效率提高了 50%，电池包能量密度大幅提升。“CTP”方案的前提是电芯层面的工艺成熟一致性高良品率好，目前主要应用在磷酸铁锂电池上。比亚迪也推出了“刀片”磷酸铁锂电池，将电芯的宽度拉长厚度降低，体积利用率提高 50%以上，制造成本降低 30%，系统能量密度达到 160Wh/kg。在“刀片”、“CTP”技术的加持下，磷酸铁锂电池能量密度显著提高，竞争力加强。

全球铅酸市场空间近 3000 亿，磷酸铁锂电池成本下降后替代进程加速。磷酸铁锂电池的能量密度可以达到铅酸电池的 4 倍，循环寿命也是铅酸电池的 4 倍以上，价格现已降至铅酸的 2 倍不到，单次循环使用成本也低于铅酸，替代大势所趋。2018 年全球铅蓄电池出货量为 510GWh，市场空间超 3000 亿。2019 年中国铅蓄电池产量为 202.5GWh，占比近 40%。铅酸电池下游主要用于电动自行车等低速车、汽车启动电源以及其他便携式设备等。目前轻型动力电池占比 33%，汽车启动用蓄电池占比 45%，工业电池占比 22%。目前磷酸铁锂主要在以电动两轮车为代表的轻型动力市场和部分工业电池领域应用，替代渗透正加速推进。

预计我国 5G 基站带来的储能市场总空间超千亿，未来 3-5 年迎来建设高峰。根据运营商实测，5G 基站的单站功耗为 4G 基站的 2.5-3.5 倍，目前单站满载功率达到 3700W，按单个基站备用电源 4h 测算，单站对应的储能需求为 14.8kWh。5G的频率高、功率衰减快、传输距离短，若实现全覆盖，所需基站数目为 4G 的 3 倍左右。2019 年末，我国 4G 基站总数达到 544 万个，未来 5G 基站或将超过 1200 万个，对应 177GWh 的储能需求空间。

中国移动、中国铁塔等公司已经开始了基站用储能电池的招标，目前公开的相关招标项目几乎全部为磷酸铁锂电池。由于磷酸铁锂成本低、安全性好，同时能够满足储能的能量密度要求，后续也将继续主导储能市场。

新能源发电占比提升催生储能需求。发电端新能源发电比例的提升和用电端充电桩、5G 基站、数据中心等高耗能行业的发展，对于电网的调节能力或储能都提出了更高的需求。电池储能的灵活便利性优势一直是其他储能方式无法比拟的，而新能源汽车的蓬勃发展培育了完善的锂电产业链，使得低成本可靠的电化学储能具备了规模化条件。

目前随着新能源发电的大力推进，越来越多省份电网正遭遇光伏风电大规模并网带来的调峰调频难题，为了进一步提高风光消纳能力，增强电网安全性，新疆、湖北、山西等地纷纷出台相关政策，要求新能源发电项目配置 5-20%的储能容量。假设 2025 年，全球光伏装机 300GW，其中有 40%配储能容量，储能的平均配比 15%，预计对应磷酸铁锂需求量为 18GWh。

船舶电动化比例不足 0.1%，市场空间巨大。电动船舶绿色环保，运行成本明显低于柴油和 LNG 燃料船舶。根据 GGII 测算，船舶百公里运行成本，柴油/LNG燃料/电动分别为 4100/3700/2800 元。电动船舶运行成本明显低于其他动力。此外，电动船舶结构简单、工作可靠，维护成本极低，符合当下绿色能源趋势。目前根据中国船级社（CCS）的船舶登记数据，2017 年我国内湖船舶净重吨位为 2.19 亿吨，2018 年内湖船舶净重吨位 1.95 亿吨。GGII 调研数据显示，2018 年电动船舶锂电市场总产值 0.44 亿，实际船舶电动化比例仅 0.016%。假设船用锂电电量区间 1.2-1.35kWh/吨，按 50%的电动化率计算，2018 年的船舶对应 117-132GWh 市场空间，约 27-31 万吨磷酸铁锂正极材料。

预计 2020/2021/2022 年动力市场装机出货量为 25/40/62GWh，基站储能为10/16/18GWh，基站外储能为 7/10/13GWh，铅酸替代市场为 10/20/31GWh，电动船舶市场为 4/9/13GWh。综合考虑，2020/2021/2022 年磷酸铁锂电池总出货量有望达到 62/99/141GWh，对应磷酸铁锂材料出货量为 14.6/23.4/33.2 万吨，同比增长 65.5%/60.4%/42%，三年复合增速 56%。

磷酸铁锂正极行业集中度逐年提升，2019 年行业TOP4 市占率71%。经历早年行业的调整，磷酸铁锂市场已达较高集中度。2019 年行业排名前四的企业分别为德方纳米/湖北万润/贝特瑞/湖南裕能，市场份额分别为29%/17%/15%/10%，2017、2018、2019 年行业CR4分别为51%/59%/71%，集中度持续提升。

为满足持续增长的需求，磷酸铁锂供应商加速扩产。目前，行业一二线龙头德方纳米、湖北万润、湖南裕能、贝特瑞、安达科技等均有万吨级扩产计划，同时中核钛白、龙蟒佰利等化工企业结合其自身材料一体化配套优势，也积极扩产磷酸铁锂产能，统计至2021和2022 年底，国内磷酸铁锂正极产能将分别超30 万吨和50 万吨。

磷酸铁锂电池市场集中度高，TOP5 企业市占率超90%。与磷酸铁锂正极材料市场格局类似，经历近年的行业调整，目前磷酸铁锂电池市场已具备较高集中度，其中TOP4 企业宁德时代、国轩高科、比亚迪和亿纬锂能合计市占率在90%左右。而从正极材料采购来，比亚迪和国轩高科以自产磷酸铁锂正极材料为主，宁德时代和亿纬锂能主要采用外购的方式。

绑定宁德时代、亿纬锂能、比亚迪等行业大客户，实现规模迅速提升。公司早在2009年即开拓比亚迪，向其供应磷酸铁锂电池即碳纳米管导电液，2014 年比亚迪为公司第一大客户。2014 至2015 年，公司先后开拓宁德时代和亿纬锂能下属湖北金泉，向其供应磷酸铁锂产品，并于2016 年成为公司TOP2 客户。

2019 年至今与宁德时代先后于云南曲靖和四川宜宾合资建设磷酸铁锂产能，合计10万吨。早在2019 年5 月，公司即与宁德时代增资子公司曲靖麟铁，其中公司持股60%，宁德持股40%，建设1 万吨磷酸铁锂产能。2020 年4 月，双方以各自持股比例增资，再建1万吨产能。同时，宁德时代两期合计支付预付采购款2.5 亿元。2021 年1 月，双方进一步合作，曲靖麟铁将在四川江安成立子公司建设8 万吨磷酸铁锂产能，项目分两期建设，于3年内投产。