新能源锂电池系列报告之十二：磷酸锰铁锂性能优成本低，工艺改进产业加速

敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研究报告 磷酸锰铁锂性能优成本低，工艺改进产业加速 --新能源锂电池系列报告之十二 [Table_IndNameRptType] 新能源与汽车 行业研究/深度报告 [Table_IndRank] 行业评级：增持 报告日期： 2022-11-08 [Table_Chart] 行业指数与沪深 300 走势比较 [Table_Author] 分析师：陈晓 执业证书号：S0010520050001 邮箱：chenxiao@hazq.com 联系人：牛义杰 执业证书号：S0010121120038 邮箱：niuyj@hazq.com [Table_Report] 相关报告 1.《锂行业深度报告之锂复盘展望与全 球供需梳理：供需支撑高锂价利润上移， 资源为王加速开发》2022-3-20 2.《三元高镍化大势所趋，四个维度考量盈利成本经济性-新能源锂电池系列报告之八》2022-5-18 3.《硅基负极，锂电材料升级的必经之路-新能源锂电池系列报告之九》2022-5-26 4.《性能成本经济性双轮驱动，单晶三元优化选择放量高增-新能源锂电池系列报 告之十》2022-6-14 5.《隔膜壁垒高，涂覆一体化加速，龙头强二梯队降本增利弹性大-新能源锂电池系列报告之十一》2022-7-17 主要观点： [Table_Summary] ⚫ 为什么磷酸锰铁锂是正极发展方向：安全性能优于三元，能量密度高于磷酸铁锂，成本优势明显 磷酸锰铁锂晶体结构与磷酸铁锂相似，具有化学性质稳定，安全性能优异的特点，同时掺杂的锰元素可提高材料的充电电压，将充电电压由磷酸铁锂的 3.4V 提升至 4.1V，使得电池能量密度理论提升 15-20%，进一步扩大续航范围，因此 LMFP 安全性能优于三元，能量密度高于 LFP，此外 LMFP 对稀有金属依赖度低，可与 LFP 共线生产，成本优势明显。 ⚫ 产业化需要解决的问题：导电性差，倍率性能差，循环寿命短 LMFP 自身的橄榄石晶体结构使得其导电性及倍率性能较差，同时正极的锰元素变价发生 Jahn-teller 效应，锰离子溶出，导致电池极化增大。溶解到电解液中的锰元素会沉积在负极表面，破坏 SEI 层结构，造成容量损失，循环性变差。 ⚫ 主流工艺：液相法品质更优，固相法压实高工艺简单实际生产更广泛 固相法采用机械研磨的方式进行原材料的混合、反应，保证了材料的压实密度，再通过烧结在产物表面包覆碳源，提高材料导电性。液相法利用自发热设备将原材料全部溶解，从而实现分子级别更较均匀的结合，提高材料循环寿命。两者相较而言，液相法品质更优，但工艺难度也更大。高温固相法因其压实密度高、工艺简单、成本低廉、产量较高的特点，在实际工业制造中被广泛采用。 ⚫ 如何解决 LMFP 固有缺陷：锰铁比例是核心，改性技术是关键 合适的锰铁比例能够有效结合锰铁两种元素的优势特点，实验表明当锰与铁含量的比例为 4:6 时，该系列材料的能量密度达到最大值，为 557 Wh•kg−1。改性技术改善 LMFP 材料性能：纳米化提升材料倍率性能和低温性能，碳包覆工艺优化材料的电化学性能，提升循环寿命。 ⚫ 2025 年市场需求将达到 144.13 GWh，各企业积极布局，产业化加快 磷酸锰铁锂应用领域丰富，未来将主要应用于动力、两轮车及储能领域，我们预计 2025 年磷酸锰铁锂电池市场需求有望达到 144.13GWh。近年来 LMFP 相关专利申请数量快速增长，正极材料及电池厂商积极推进相关测试研究，披露规模化扩产计划，产业化进程加快。未来兼备工艺专利技术以及大规模量产的公司或有先发优势。 ⚫ 投资建议 我们看好具有先发技术优势的正极材料和下游具备优势的电池企业，推荐关注德方纳米，宁德时代，当升科技，光华科技。 ⚫ 风险提示 新能源汽车发展不及预期；相关技术出现颠覆性突破；行业竞争激烈，产品价格下降超出预期；磷酸铁锂产能扩张不及预期。 -52%-39%-25%-12%1%15%11/212/225/228/2211/22电力设备沪深300[Table_CompanyRptType] 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2 / 22 证券研究报告 正文目录 1 总论 ...................................................................................................................................................................................... 4 2 磷酸锰铁锂是正极材料发展方向 ........................................................................................................................................ 8 2.1 正极材料快速发展，磷酸铁锂能量密度接近天花板 ......................................................................................................... 8 2.2 磷酸锰铁锂优势明显，高安全高能量密度低成本 ............................................................................................................. 9 2.3 磷酸锰铁锂电导率差寿命短限制其发展 .......................................................................................................................... 11 3 优化路线：锰铁比例是核心，改性技术是关键 ................................................................................................................ 11 3.1 固相法压实密度较高，产业化进展快 .............................................................................................................................. 11 3.2 合适的锰铁比例带来性能更全面的提升 ...