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1、总论
磷酸铁锂能量密度虽低于三元，但结构稳定，循环性能好，安全性能好，是极具性价比的正极材料。我们测算，当前价格下正极材料磷酸铁锂比三元可以降本65-72%。在考虑无钴且三元价格大幅下降的极限测算下，假设三元价格降到10万元/吨，其他均参考近期市场价格，磷酸铁锂使用成本仍显著优于三元，在正极和电芯层面分别有55%和22%的降本优势。由于不含钴镍等贵重金属，磷酸铁锂价格波动远小于三元材料，利于成本管控。
复盘磷酸铁锂发展历程，此前磷酸铁锂相关专利纠纷和高昂专利费用阻碍了其海外发展，但核心专利最晚在年到期，奠立后续发展基础；国内专利案宣告核心专利无效，从而为国内磷酸铁锂的发展打消了顾虑。年国内磷酸铁锂出货量1.17万吨，到年8.81万吨，五年复合增速49.7%。最初国内磷酸铁锂以动力市场为主，年之后由于补贴政策向高能量密度的三元电池开始倾斜，磷酸铁锂动力电池占比下降，增速变缓。年非动力市场开始爆发，测算当年占比近四成，同比翻倍增长，年预计以非动力市场为主。
后补贴时代，磷酸铁锂性价比优势凸显，强势回归动力市场。当前补贴方案下，磷酸铁锂重获经济优势，考虑补贴后仍可实现显著降本。据我们测算，由三元换成铁锂版本电池成本下降0.69-1.35万元，相当于下降13-27%，考虑补贴差异后成本下降0.46-0.56万元，相当于下降9-11%。此外，“刀片”、“CTP”等技术将磷酸铁锂系统能量密度提升至Wh/kg。年推广目录中磷酸铁锂车型占比提升，乘用车装机占比提升显著，在以特斯拉Model3和比亚迪汉为代表的明星车型带领下提升趋势有望延续。
非动力方面，铅酸替代和储能领域空间巨大，需求爆发在即。当前磷酸铁锂电池性能和使用成本均低于铅酸电池，替代大势所趋。储能方面，5G基站建设高峰带来确定性需求增量；新能源配储能政策频出，有望迎来爆发增长。
在不同的情景假设下，我们预计年磷酸铁锂电池出货量将达到~GWh，对应6年复合增速35-56%。
磷酸铁锂电池端集中度提升带动材料端集中度提升。年磷酸铁锂动力电池CR3为85%，年1-7月CR3为86%。年磷酸铁锂材料CR3为61%，年1-7月CR3为45%。随着非动力占比提升，下游客户趋于分散，材料端集中度短期也有所下降。
行业竞争激烈，产能结构性过剩，但头部厂家满产满销，优势明显。磷酸铁锂电池环节和材料环节竞争都十分激烈，行业产能过剩，利用率低下。但头部厂家基本满产满销，产能利用率高。高产能利用率摊薄生产成本，进一步加强头部厂家竞争力。
随着非动力电池占比提升，电池端整体格局预计短期会趋于分散，材料端集中度也有下降风险。但长期来看，头部企业的优质产品终将接受市场考验，随着产能有序释放将继续扩大市场份额。
磷酸铁锂材料价格下降空间有限，电池层面仍有降本空间，看好磷酸铁锂路线的竞争力和未来发展。磷酸铁锂行业利润空间已十分有限，碳酸锂价格触底回升，为磷酸铁锂价格提供成本支撑。电池层面通过“CTP”、“刀片电池”等技术仍有降本空间。
2、磷酸铁锂电池成本最优、性能稳定安全
2.1磷酸铁锂正极材料成本低于三元65-72%
正极材料对于锂离子电池性能至关重要。锂离子电池的本质是利用锂离子参与的氧化还原反应实现电能和化学能的相互转换。在电池中，参与反应的活性材料为正极、负极以及电解液或电解质。锂电的评价指标包括能量密度、循环寿命、倍率性能、安全性能等。其中能量密度取决于正负极的相对电压和克容量，对于特定的材料体系，理论电压和理论容量都是一定的。正极材料的种类和性能直接关系倒锂离子电池的电压和能量密度、循环寿命和倍率性能等。
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，初始原材料成本越低。磷酸铁锂克容量介于两者中间，循环性能好，安全性好。
独特的橄榄石结构赋予磷酸铁锂优异的循环性能和安全性。磷酸铁锂晶体为橄榄石型结构，每个铁原子与周围的六个氧原子结合，形成八面体的[FeO6]10-结构，与四面体的磷酸根[PO4]3-共同组成空间骨架，而锂原子则分布于空间骨架中的八面体空隙位置。由于磷酸根中P-O化学键结合能力强，因此在锂离子嵌入-脱出时，磷酸铁锂的空间骨架结构不易发生形变，使得磷酸铁锂具有良好的循环稳定性。即使在高温或过充条件下，磷酸铁锂仍能够保持结构骨架稳定，因此磷酸铁锂电池具有较好的安全性。而在三元锂镍钴锰氧材料中，镍、钴、锰金属原子与氧结合成层状结构，锂则分布于层间。显然这种层状结构的稳定性弱于具有稳定空间骨架的磷酸铁锂，这也导致三元材料的循环稳定性弱于磷酸铁锂。更之，三元锂镍钴锰氧的安全性也弱于磷酸铁锂。在高温或高压条件下，三元材料会分解产生大量氧气，并放出大量热，导致电解质被点燃，引发危险。三元材料在-摄氏度即有氧气放出，而磷酸铁锂的分解温度大概在摄氏度左右。
磷酸铁锂不含钴等贵金属，价格低廉且相对稳定。在-年间上游钴锂价格大幅上涨，三元和钴酸锂价格也大幅上涨，最高点涨幅较15年接近翻倍。相比之下，磷酸铁锂价格相对稳定，并持续低于三元和钴酸锂，对于下游甚至终端客户而言价格风险大大减小。由于磷酸铁锂的电压平台差异，为了更好的进行比较，我们把正极材料价格换算成单Wh使用成本，在理论耗量基础上考虑10%损耗。目前磷酸铁锂的使用成本约为0.08元/Wh，三元、和分别为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。
2.2极限测算：磷酸铁锂电芯成本低于高镍三元22%
磷酸铁锂原材料成本大幅低于三元材料，主要差异在镍钴。磷酸铁锂原材料主要为碳酸锂和正磷酸铁，并以碳酸锂为主；其中正磷酸铁价格相对稳定，碳酸锂价格有一定波动。NCM原料主要为氢氧化锂、硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴。其中硫酸镍占据大部分份额，硫酸钴占比不足20%。目前磷酸铁锂主要原材料成本约2.17万元/吨，其中正磷酸铁约1.12万元/吨，碳酸锂约1.04万元/吨。NCM主要原材料成本约8.93万元/吨，其中氢氧化锂约1.17万元/吨，硫酸镍约6.05万元/吨，硫酸钴约1.61万元/吨。即使是无钴材料，将硫酸钴替换为等量硫酸镍，无钴三元原材料成本为8.13万元/吨，远高于磷酸铁锂。
镍钴价格波动大，三元原材料风险高，铁锂成本相比之下更为稳定。过去十年，钴镍价格波动巨大，电解镍的价格高点在年初，接近23万元/吨，低点在年初，接近7万元/吨，高低点价差三倍多；电解钴的高点在年初，达到66万元/吨，低点在年，为19万元/吨左右，高低点价差也在三倍以上。当前电解镍价格在12万元/吨左右，电解钴价格为27万元/吨左右，均位于历史低位区间，长期来看向上波动风险大，不利于正极材料及电池整体的成本控制。
磷酸铁锂制造费用和人工成本也低于三元。固相法生产磷酸铁锂和三元材料基本都需要经过配料烧结破碎分级等工艺。德方纳米和贝特瑞的铁锂加工成本分别0.92万/吨和1.07万/吨，当升科技和容百科技的三元及少量前驱体加工成本分别为1.38和1.81万/吨。铁锂加工成本低于三元材料，此外，高镍三元需要经过两次烧结，还需要通氧气，加工成本高于普通三元。
极限测算下，磷酸铁锂仍是成本最低。根据上面的成本测算，考虑加工成本和合理利润，我们假设高镍三元极限价格为10万元/吨；保守测算我们使用磷酸铁锂当前最低价格3.2万元/吨，其余材料均参考鑫椤数据近期最低价格。测算下来的理论使用成本，高镍三元为0.元/Wh，依旧远高于磷酸铁锂的使用成本0.元/Wh，意味着磷酸铁锂在正极可以降低55%的使用成本。电芯层面，由于磷酸铁锂电池电压较低，相应的负极、电解液和隔膜用量都会稍多，但电解液价格会稍低。整体来看，综合考虑电芯的成本，磷酸铁锂的总材料成本为0.元/Wh，三元的总材料成本为0.元/Wh，磷酸铁锂在电芯层面仍能降低22%的成本。
2.3磷酸铁锂生产工艺介绍（略）
3、磷酸铁锂电池起步
3.1国内专利无效打消发展隐忧，限制海外发展核心专利将在年到期
基础结构、碳包覆和碳还原三大核心专利构筑壁垒，最晚将于年到期。国际上第一个明确的磷酸铁锂专利为年德州大学JohnBGoodenough教授作为发明人申请的，该专利延伸了数十个专利，在美国、加拿大、日本、欧洲等国家和地区均得到了授权，该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专利。魁北克水力公司（Hydro-Quebec）从德州大学获得了独家授权。由于磷酸铁锂本身电导率差，用作电池材料需进行改进，关键手段就在于碳包覆。年第一篇采用包碳方法改进磷酸铁锂由魁北克水力公司作为申请人申请，该专利也在多国和地区都进行了申请并拿到了授权，该专利为磷酸铁锂的第二个关键专利。此后，在磷酸铁锂中掺杂其他金属等其他改性方式也被一一申请。第三个磷酸铁锂的核心专利为碳热还原，魁北克水力（CA2321）和Valence公司（CA）分别于年和年申请了相关专利，Valence后于年提起诉讼并胜诉。该专利也在多个国家和地区进行了申请并获得了授权。
国内宣告核心专利无效，为国内磷酸铁锂的蓬勃发展奠立了基础。年，魁北克水力等专利权利人在国际专利的基础上向中国国家知识产权局提出发明专利申请“控制尺寸的涂覆碳的氧化还原材料的合成方法”，并于年获得专利授权。年8月，中国电池工业协会针对以上专利向国家专利复审委员会提出无效请求。年3月开庭审理，5月底国家专利专利复审委员会作出无效决定，对加方修改后的项权利要求宣告全部无效。此后又经历一审和二审，全部维持全部无效决定。该判决结果打消了需要付高额专利费的顾虑，为国内磷酸铁锂行业的壮大发展奠立了基础。
诉讼纠纷和高昂专利费阻遏磷酸铁锂海外进程，核心专利将于年到期。从年起，磷酸铁锂相关专利的诉讼纠纷就持续不断。年德州大学和魁北克向日本电报公司（NTT）提起诉讼，于08年庭外和解，NTT支付万美金和解金，此后还有德州大学和魁北克水力公司对A诉讼等。目前磷酸铁锂核心专利主要掌握在LiFePO4+CLICENSINGAG手中，其为魁北克水力公司、蒙特利尔大学、法国国家科学研究中心专利权所有人授权的许可机构，目前已经授权给台湾立凯、日本住友、日本三井和德方纳米等公司。台湾立凯于年7月与LiFePO4+CLICENSINGAG签订专利授权合约，授权期间到年4月9日止。根据该合约，台湾立凯需首次支付固定授权金，在授权期间还需根据销售额按比例支付权利金，并在加拿大魁北克省建设吨磷酸铁锂产能。该专利授权在台湾立凯带来约3亿新台币（近万人民币）的专利授权金，每年摊销.4万新台币（近万人民币），在19年营业成本中占比6.15%。德方纳米于年11月与LiFePO4+CLICENSINGAG签署许可协议，为磷酸铁锂海外市场拓展奠立基础。专利有效期最长20年，磷酸铁锂三大核心专利最晚在年到期，届时磷酸铁锂海外发展之路将顺畅许多。
3.2国内最初以动力市场为主，19年非动力市场开始爆发
根据GGII数据，年磷酸铁锂出货量1.17万吨，到年8.81万吨，五年复合增速49.7%。年我国正极材料总出货量34.67万吨，同比33.7%；其中磷酸铁锂出货量8.81万吨，同比29.30%，占比25.4%。从年开始，磷酸铁锂出货量增速呈现前高后低趋势，年增速最低仅5.7%，之后又开始回升。从占比上看，磷酸铁锂在正极中占比也呈现波动，在年到达38.1%高点后缓慢回落，年占比下降幅度放缓。
年磷酸铁锂动力装机19.98GWh，同比微降，占比32.0%。自从年12月首次将能量密度纳入考核标准，补贴对能量密度的要求逐步提高，-年乘用车补贴最低能量密度为90//Wh/kg，最高系数对应能量密度为//Wh/kg。在补贴驱动的市场环境下，磷酸铁锂由于其能量密度劣势占比显著下降，从年的49.4%下降至年的32.0%。
年非动力领域磷酸铁锂开始爆发，同比翻倍增长，占比达四成。假设磷酸铁锂单耗0.24万吨/GWh，根据磷酸铁锂出货量推算出当年磷酸铁锂电池的产量，再减去当年动力装机数据可以大致推算出非动力电池数据。我们测算年非动力领域磷酸铁锂装机约16.71GWh，同比+.5%，占比达到45.5%。
年磷酸铁锂逆势增长，非动力贡献主要增量。鑫椤数据统计，年1-7月正极材料总产量21.56万吨，同比减少11.0%；其中磷酸铁锂正极产量约5.86万吨，实现同比增长6.0%。考虑到年1-7月磷酸铁锂动力电池装机量仅6.69GWh，同比下降36.9%；增长主要由非动力贡献。
3.3降本提质显著，竞争力提升
过去7年磷酸铁锂正极材料价格下降超60%，磷酸铁锂动力电池包价格下降近70%。14Q1磷酸铁锂正极材料价格为9万元/吨，19Q4为4.3万元/吨，最近报价为3.4万元/吨，相较于14年初，降幅达到62.2%。14年磷酸铁锂动力电池价格为2.75元/Wh，19Q4为0.85元/Wh，最近报价多在0.元/Wh，相较于14年降幅达到70.7%。
磷酸铁锂电池能量密度大幅提高，目前客车电池组高于Wh/kg。客车由于其安全性要求，一直以磷酸铁锂电池为主。年的新能源车推广目录中，能量密度小于Wh/kg的车型占比57.3%，超过一半；到年1-5批推广目录中，能量密度超过Wh/kg的车型占比达到47.9%，所有车型能量密度都在Wh/kg以上。
4、后补贴时代铁锂将凭借高性价比回归动力市场
4.1补贴效应弱化，磷酸铁锂Pack成本低于三元13-27%
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。年3月公布的补贴政策，额度相比于年大幅退坡。年4月23日四部委继续出台政策，将补贴政策期限延长至年底，-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。
当前的补贴方案下磷酸铁锂经济性已经凸显。假设一款带电量55kWh，续航km的乘用车，采用真锂研究近期PACK价格数据。据我们测算，由三元换成铁锂版本电池成本下降0.69-1.35万元，相当于下降13-27%，考虑补贴差异后成本下降0.46-0.56万元，相当于下降9-11%。
若采用同等电量替换，整车增重59.52kg，降本0.69万元，考虑补贴差异后降本0.46万元。
若采用同等重量替换，整车带电量减少8.33kWh。降本1.35万元，考虑补贴差异后降本0.56万元。
4.2刀片、CTP技术提高能量密度，增强竞争力
宁德时代推出“CTP”方案，将磷酸铁锂系统能量密度提升至Wh/kg。传统的电池包是由电芯和金属盖板端板、线束、粘比亚迪合剂、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CTP技术由于省去了模组的线束、盖板等零部件，将整个电池包零件数量减少了40%，生产效率提升了50%，系统能量密度提升了10-15%。“CTP”方案在卡客车以及混动游船中都有应用，乘用车首款车型将为北汽EU5。
比亚迪推出“刀片电池”将电芯的宽度拉长、厚度降低，再通过少数几个大模块组合成电池包。刀片电池主要是基于磷酸铁锂体系，可以将体积利用率提高50%以上，制造成本降低30%，系统能量密度达到Wh/kg。“刀片电池”方案最先应用在比亚迪“汉”的纯电动车型中。
“CTP”和“刀片电池”提高能量密度、降低成本，利好磷酸铁锂发展。两个方案有异曲同工的效果，本质上都是通过提高体积利用率，简化电池包结构达到提高能量密度和降低成本的效果。两者都能将磷酸铁锂的能量密度提高到Wh/kg。主要区别在于“刀片”的核心在于大尺寸电芯，而“CTP”的重点是简化模组结构。“刀片”技术本身就是基于磷酸铁锂的材料体系，利好磷酸铁锂发展。而“CTP”的简化模组的前提在于电芯层面的良品率和一致性达到一定高度，也正是磷酸铁锂电池的优势所在。
4.3磷酸铁锂车型占比提升，明星车型引领动力铁锂回归
推广目录中磷酸铁锂车型占比提升，磷酸铁锂版车型频出。从20年工信部乘用车推广目录看，磷酸铁锂乘用车车型占比显著高于18和19年；专用车上磷酸铁锂占比提升趋势也十分明显；客车领域由于其更高的安全性要求，一直是磷酸铁锂为主。年以来，工信部公示的新车目录中频繁出现三元换铁锂版车型，上汽荣威Ei5、长城好猫、北汽EU5、比亚迪元唐等。
年以来磷酸铁锂动力电池装机占比回升，乘用车占比提升显著。年1-7月磷酸铁锂装机6.69GWh，占比29.4%，低于19年的33.8%。但从月度数据看，7月磷酸铁锂装机1.7GWh，在动力电池中装机占比34.56%，占比整体呈提升趋势。年1-7月磷酸铁锂装机中，乘用车装机占比16.3%，高于年的12.2%。7月磷酸铁锂装机中，仍以客车为主，占比57.%，乘用车占比提升至20.72%。从乘用车角度看，年1-7月磷酸铁锂占比7.2%，高于年的6.5%；7月磷酸铁锂比例提升至10.8%。整体看，磷酸铁锂在乘用车中回暖趋势已现，随着下半年多款磷酸铁锂爆款车型交付，占比将继续提升。
特斯拉和比亚迪引领动力铁锂回归。在动力铁锂的回归浪潮中，不仅有中低续航车型，更有高续航明星车型助力。特斯拉推出了磷酸铁锂版Model3，电池能量密度Wh/kg，续航km，高于三元版的标准续航km。比亚迪推出旗舰轿车汉，搭载最新“刀片”电池，系统能量密度Wh/kg，续航km。
5、储能、船舶电动化、铅酸替代打开铁锂新空间
5.15G基站储能贡献确定性增量
5G基站能耗高于4G，对应储能市场空间更大。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W，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。年末，我国4G基站总数达到万个，未来5G基站或将超过0万个，对应GWh的储能需求空间。以0.6元/Wh测算，对应1亿市场空间。
未来3-5年为基站建设高峰，年均超10GWh需求。年底，我国5G基站数为13万个；年中国电信和中国联通确定合建25万座5G基站，中国移动计划建成30万个，合计55万个5G基站为确定性规划。假设//年新增5G基站分别为70//万个，对应10.36/16.28/17.76GWh储能需求。
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为磷酸铁锂电池。以中国移动4月28日公示的中标情况为例，集采的磷酸铁锂电池共计6.亿Ah（3.2V），对应1.95GWh，采购需求满足期为一年。最高中标价为力郎电池的14.54亿元，对应投标单价0.74元/Wh；最低中标价为中天科技的12.91亿元，对应投标单价0.66元/Wh。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。
5.2新能源配储能是未来方向
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。
新能源发电配储能赋予其可调节性，政策频出，有望迎来爆发增长。新能源发电有波动性，配备锂电储能能够提高利用小时数，增加有效发电量，提高经济效益。在电网层面，新能源发电的不可调节性限制了其应用占比；加配储能后在整个体系层面具备可调节性，大大拓宽了新能源发电的应用空间。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。假设年，全球光伏装机GW，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。
5.3储能蓝海市场空间巨大
磷酸铁锂电池在储能其他方面的应用场景丰富，极具成长空间。储能的应用可以分为用户侧、电网侧和发电侧。用户侧可以作为备用电源或赚取峰谷电价差；电网侧可以用于微电网系统，延缓扩容和调峰调频；发电侧除了配可再生能源外，还可用于火电厂调频。
目前单一模式下的峰谷电价套利，已经在部分地区具备商业价值，反应了整个电网系统对于储能的需求迫切。假设锂电储能系统价格1.4元/Wh、寿命次，不考虑时间成本的情况下对应的度电储存成本仅为0.35元，再考虑86%全系统的充放电效率，约对应0.41元。参考北京市发改委19年3月29日印发的《关于调整本市一般工商业销售电价有关问题的通知》，北京市城区一般工商业、大工业和农业生产用电，波峰波谷的电价差在0.-1.元，锂电储能已经有0.-0.元/kWh的套利空间。
5.4磷酸铁锂电池成本下降后打开铅酸市场千亿替代空间
磷酸铁锂电池是铅酸电池替代的优先选择，替代大势所趋。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3-4倍，能量转换效率可达97%，还更加环保。此前铅酸电池的最大优势在于成本低，而现在磷酸铁锂电池的价格逼近铅酸电池，考虑单次循环使用成本，磷酸铁锂电池不到铅酸电池的1/3，替代铅酸电池是大势所趋。相比于三元电池，磷酸铁锂更加安全，循环寿命高，价格低，单次循环使用成本接近三元，能量密度足以满足铅酸应用领域的需求，是替代铅酸的优先选择。
全球铅酸电池每年超GWh出货量，对应超亿替代空间。年全球铅蓄电池出货量为GWh，市场空间超亿。年中国铅蓄电池产量为.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%。在电动自行车等轻型动力领域锂电已经开始逐步替代，汽车启动电源方面有48V轻混提高经济性。
性价比优势下，磷酸铁锂正加速涌向轻型动力市场。轻型动力市场以两轮车为主，新车中锂电渗透率10%左右。目前两轮用锂电以三元为主，但由于磷酸铁锂成本低循环寿命长，各大企业纷纷布局共享换电市场，有加速渗透趋势。电动轻型车电池龙头天能动力于8月19日发布会上推出了全新的“SLFP超级磷酸铁锂”系列电池。根据规划，滴滴青桔、美团、哈啰在年计划投入的共享电动车数量都在百万辆以上，而且三大运营厂商都有导入磷酸铁锂（LFP）的计划。
5.5船舶电动化时代即将来临
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//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。
多个项目正在推进，船舶电动化开启加速通道。电动化船舶在国外发展较早，主要应用于小型豪华游轮、客船等要求较高的船舶。随着锂电技术成熟，成本下降，我国船舶电动化正在加速推进，以成倍速度增长。南京、武汉、新疆等多个湖/河景区正在推动船舶油改电工作；武汉长江渡轮、珠江客轮、上海安吉-黄浦渡轮在推行纯电动示范船项目；大型几千吨级散货船也在探索油电混合新能源船舶项目。20年8月14日，中国首艘油电混合、豪华双体游船“大湾区一号”成功交付，采用磷酸铁锂电池+柴油机的混动模式，配备kWh宁德时代动力电池系统。
目前电动化比例不足0.1%，面向未来百亿市场。目前根据中国船级社（CCS）的船舶登记数据，年我国内湖船舶净重吨位为2.19亿吨，年内湖船舶净重吨位1.95亿吨。GGII调研数据显示，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.%。假设船用锂电电量区间1.2-1.35kWh/吨，按50%的电动化率计算，年的船舶对应-GWh市场空间，按0.5元/Wh计算，对应-亿元。
6、市场空间：年磷酸铁锂电池需求超GWh，CAGR34-55%（略）
乐观假设下，预计年磷酸铁锂电池出货量达到GWh，其中动力GWh，基站约10GWh，储能约48GWh，电动化船舶约38GWh，铅酸替代领域约GWh。对应磷酸铁锂需求万吨，6年复合增速56%。按0.5元/Wh算，电池端市场空间将达亿，按3万元/吨算，正极材料市场空间亿。
中性假设下，预计年磷酸铁锂电池出货量将达到GWh，其中动力约GWh，基站约10GWh，储能约28GWh，电动化船舶约35GWh，铅酸替代领域约82GWh。对应磷酸铁锂正极材料需求约81万吨，6年复合增速45%。电池端市场空间将达到亿元，磷酸铁锂正极约对应亿市场空间。
悲观假设下，预计年磷酸铁锂电池出货量达到GWh，其中动力GWh，基站10GWh，储能22GWh，电动化船舶约19GWh，铅酸替代45GWh。对应磷酸铁锂需求51万吨，6年复合增速35%。电池端市场空间亿，正极材料市场空间亿。
7、供给格局及展望
7.1电池端集中带动材料端集中，产能结构性过剩
电池端集中度提升带动材料端集中度提升。磷酸铁锂动力电池装机集中度提升趋势明显，CATL占据一半以上份额，其次为国轩和比亚迪，以亿纬锂能为代表的黑马厂家份额也快速提升。磷酸铁锂的主要应用还是在动力电池，在下游客户集中度提升的带动下材料端集中度也在提升，材料龙头德方纳米主要客户为动力端龙头CATL。年磷酸铁锂动力电池CR3为85%，年1-7月CR3为86%。年磷酸铁锂材料CR3为61%，年1-7月CR3为45%。随着非动力占比提升，下游客户趋于分散，材料端集中度也有所下降。
头部厂家有序扩产突破产能瓶颈。看好行业发展前景，头部磷酸铁锂厂家也积极扩建产能。德方纳米3.5万吨在建产能，4万吨规划产能，规划+在建为现有产能的两倍多；贝特瑞于19年扩产了1.5万吨；湖南裕能、贵州安达等均有在建产能。
7.2磷酸铁锂价格下行空间有限，电池层面仍有降本空间
磷酸铁锂行业利润空间已经十分有限。目前磷酸铁锂价格在3.4万/吨，不考虑损耗下的原材料成本价格在2.17万/吨左右，和原材料价差在1.23万/吨左右。加工成本根据不同的工艺以及产线的规模和利用率相关，我们选取头部厂家的数据作为参考。业内唯一采用液相法的德方纳米加工成本持续下降，年单吨加工成本0.92万。采用固相法的贝特瑞加工成本基本稳定，也更具行业普遍参考价值，年加工成本为1.07万。按当前价差，单吨毛利仅为0.16-0.31万，考虑到其他大部分厂家的产能利用率及规模效应不及头部企业，行业的利润空间已经十分有限。
碳酸锂价格触底回升，为磷酸铁锂价格提供成本支撑。在原材料成本中，磷酸铁企业大多依靠主业存货，正磷酸铁多以副产品形式销售，价格战激烈，没有降价空间，价格也相对稳定。碳酸锂已经处于历史最低区间，供给收紧需求回暖的情况下价格有触底回暖趋势。成本支撑下，磷酸铁锂价格下降空间有限。
电池层面通过“CTP”、“刀片电池”等技术仍有降本空间。根据目前的四大材料价格测算，磷酸铁锂四大材料成本仅0.元/Wh。相比于磷酸铁锂电芯0.58元/Wh，模组0.72元/Wh，PACK0.元/Wh的价格，四大材料的成本占比已经很低。在结构层面，通过“CTP”、“刀片电池”等技术方案提高空间利用率，减少结构件，加快生产效率，磷酸铁锂电池成本还有下降空间。
8、重点公司及介绍：详见报告原文。
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（报告观点属于原作者，仅供参考。作者：华安证券，陈晓、别依田、滕飞）
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