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磷酸鐵锂材料性能參數

生活 更新时间:2024-07-07 10:59:52

(報告出品方/分析師:天風證券研究所 孫潇雅)

在原材料環節,天賜成本優勢幾乎可以和資源型企業打平。而在原材料以外的制造、人工、運輸等環節,我們認為天賜相比其它企業更具成本優勢。磷酸鐵本質為磷酸 鐵源,主要方法有鐵法、鈉法、铵法。鐵法來自熱法磷酸/工業級精制磷酸 鐵源,而鈉法、铵法主要是工業級精制磷酸 鐵源。磷酸鐵三種制備方法中,我們認為铵法原材料成本最低,工藝為:工業級精制磷酸 硫酸亞鐵/鐵皮 合成氨→磷酸鐵,主要副産為硫酸铵。

磷酸鐵锂材料性能參數(天賜材料磷酸鐵)1

1、引言

天賜為電解液龍頭,但磷酸鐵、磷酸鐵锂業務在大家印象中是“拖累項”。2019年,天賜對正極材料、正極基礎材料相關的存貨計提大額存貨減值損失,在2020、2021年磷酸鐵業務對公司的業績貢獻也較少。但2022年Q1,天賜正極材料業務利潤接近1億元,開始貢獻較多利潤。

磷酸鐵環節競争激烈,上遊資源型企業大幅擴産,下遊磷酸鐵锂企業進入磷酸鐵環節以形成配套。本篇報告從磷酸鐵工藝出發,聚焦兩大問題:

✓ 三類企業:資源型VS.正極VS.磷酸鐵,原材料端誰更具優勢?

✓ 磷酸鐵锂企業一體化入場,天賜能否走向終局?

1、磷酸鐵工藝:

鐵法:高純磷酸 鐵源,成本高但副産少、雜質少

鈉法:工業級磷酸 液堿 鐵源,成本介于铵法、鐵法之間,副産硫酸鈉經濟價值較低

铵法:工業級磷酸 合成氨 鐵源,成本低且副産硫酸铵為化肥原料

磷酸鐵本質為磷酸 鐵源,主要方法有鐵法、鈉法、铵法

磷酸鐵化學式為FePO4,本質上是磷酸和鐵源的反應。常見的方法主要有3種:鐵法、鈉法、铵法。

鐵法:高純磷酸 鐵源,成本高但副産少、雜質少。代表企業:雲天化(二期20萬噸)、安達科技、雲圖控股等。

鈉法:工業級磷酸 液堿 鐵源,成本介于铵法、鐵法之間,副産硫酸鈉經濟價值較低。代表企業:安納達、裕能、川金諾等。

铵法:工業級磷酸 合成氨 鐵源,成本低且副産硫酸铵為化肥原料。代表企業:天賜、雲天化(一期10萬噸)、湖南雅城等。

鐵法需要熱法磷酸得到高純磷酸/純度較高的濕法磷酸,而铵法、鈉法僅需濕法磷酸得到工業級磷酸。而铵法、鈉法的主要區别在于調節PH值的液堿/合成氨,以及副産不同。

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磷酸:熱法磷酸純淨度高,但濕法磷酸工藝進步,成本優勢 能耗低,産能占比提升

磷酸是合成磷酸鐵最重要的原材料,純度需達到85%以上。磷酸制備分為熱法磷酸、濕法磷酸。

熱法磷酸:磷礦石→黃磷→高純磷酸。黃磷燃燒,氧化成五氧化二磷,被水或烯酸吸收,得到高純磷酸(85%)。1)優點:反應得到的磷酸純度較高,對原料磷礦石品位要求不高。2)缺點:生産1噸黃磷排放2000m³有毒氣體一氧化碳,且需要耗電1.25-1.5萬Kwh,屬于高載能産品,熱法磷酸成本高。

濕法磷酸:磷礦石 硫磺制酸→工業級磷酸。用強無機酸分解磷礦,經過濾、除雜、濃縮得到75%磷酸,萃取後得到精制磷酸。1)優點:成本比熱法低20-30%。2)缺點:雜質較多,對原料磷礦石品位要求高(P2O5≥30%),副産物磷石膏三廢問題較難解決,且技術難度較高。

2021年我國濕法制磷酸占磷酸總量45%,從全球來看,濕法磷酸産量約占總量85%-90%。随着淨化工藝不斷進步,濕法磷酸産能占比快速攀升。在能耗、環保約束下,未來濕法磷酸占比有望進一步提升。

圖:磷酸制備工藝流程圖

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鐵法:高純磷酸 鐵粉;鈉法、铵法:濕法磷酸 硫酸亞鐵/鐵皮

鐵法、鈉法、铵法本質都為磷酸 鐵源,其中鐵法可以用熱法磷酸或工業精制磷酸,而鈉法、铵法的磷酸主要是工業精制磷酸,工業精制磷酸成本比熱法磷酸低20%-30%。

鐵法:高純磷酸/工業級精制磷酸 鐵粉→磷酸鐵。鐵法沒有副産物,優點:得到的磷酸鐵雜質少;缺點:成本較高。

鈉法:工業級精制磷酸 硫酸亞鐵/鐵皮 液堿→磷酸鐵,主要副産為硫酸鈉。若硫酸鈉濃度較高、環保監管較嚴,我們預計需要額外環保費用。

铵法:工業級精制磷酸 硫酸亞鐵/鐵皮 合成氨→磷酸鐵,主要副産為硫酸铵。硫酸铵為化肥重要的原材料之一,具有經濟價值,目前售價達到1700元/噸。

圖:磷酸鐵制備流程圖

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原材料成本比較:铵法<鈉法<鐵法

我們根據各公司擴産磷酸鐵環評書,以目前價格比較鐵法、鈉法、铵法原材料成本情況。

鐵法:以雲圖控股為例,1噸磷酸鐵消耗磷酸(85%)0.8噸、純鐵0.4噸。1噸磷酸鐵原材料成本約1.5萬元,其中磷酸、純鐵成本占比58%、20%。

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鈉法:以銅陵納源為例,1噸磷酸鐵消耗磷酸(85%)0.77噸、液堿(30%)0.9噸。1噸磷酸鐵原材料成本約1.2萬元,其中磷酸、液堿成本占比68%、9.6%。

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铵法:以天賜材料為例,1噸磷酸鐵消耗磷酸二氫铵(工業級磷酸一铵)0.78噸、磷酸(85%)0.1噸。1噸磷酸鐵原材料成本約1.2萬元,其中磷酸二氫铵、磷酸成本占比52.2%、9.2%。由于1噸磷酸鐵副産約1噸硫酸铵,硫酸铵目前價格約1700元/噸,因此铵法的綜合成本最低。

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2、三類企業:資源型VS.正極VS.磷酸鐵,原材料端誰更具優勢?

磷源在磷酸鐵成本中占比超50%,資源型企業在材料成本端具有優勢

無論鐵法、鈉法、铵法,磷源都占據成本項第一位。1)鐵法:磷酸、純鐵成本占比約58%、20%。2)鈉法:磷酸、液堿、硫酸亞鐵成本占比68%、9.6%、6.3%。3)铵法:磷酸二氫铵、磷酸、硫酸亞鐵成本占比52.2%、9.2%、5.9%。

目前磷酸鐵環節企業可分為3類:

資源型企業:雲天化、興發集團、川恒股份、新洋豐、雲圖控股、祥雲股份等。

磷酸鐵锂企業:湖南裕能、龍蟠科技(常州锂源)、湖北萬潤等。

磷酸鐵企業:合縱科技(湖南雅城)、天賜材料、彩客化學等。

✓ 資源型企業有磷礦/鐵礦資源,磷源成本占比更大,進入磷酸鐵環節向下遊布局具有成本優勢。磷酸鐵锂企業向上遊布局磷酸鐵實現一體化配套,也能更具成本優勢。但對于主要做磷酸鐵環節的天賜,我們認為即使與資源型企業比,成本也具有競争力。

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以原材料成本最低的铵法為例,磷酸一铵成本結構中原材料占比超70%

比較發現,铵法最具成本優勢,因此我們以铵法為例對成本進行拆解。從天賜铵法成本結構看,原材料端成本占比最大的為磷酸二氫铵(工業級磷酸一铵)、磷酸(85%)占比分别為52.2%、9.2%,此外硫酸亞鐵成本占比5.9%。磷酸一铵、磷酸都可來自磷肥企業,硫酸亞鐵來自钛白粉企業副産。

若對磷酸一铵成本進一步拆解,以雲天化為例,2021年原材料、運費、制造費用成本占比分别為71.7%、12.95%、7.77%。在磷酸一铵環節,依舊是原材料占比最大,磷酸一铵主要原材料為磷礦、硫磺、合成氨。

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對磷酸一铵成本進一步拆解,磷礦石、硫磺、合成氨為主要原材料

磷酸一铵主要原材料有磷礦、硫磺、合成氨。磷礦 硫磺制酸得到濕法磷酸,再與合成氨(煤炭 天然氣制成)反應得到磷酸一铵。1噸磷酸一铵需消耗磷礦石1.9噸、硫磺0.45噸、合成氨0.13噸。以目前價格測算,磷礦石、硫磺、合成氨在磷酸一铵原材料成本占比分别為42%、42%、16%。

對于資源型企業,如雲天化有磷礦資源優勢,也有部分煤炭,但仍從市場上采購硫磺、天然氣、液氨、原料煤等原材料。

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資源型企業優勢在于自産磷礦,而天賜優勢在于物料循環、與磷礦企業深度合作

天賜布局硫磺、氫氟酸等,形成物料循環體系,降低原料成本。硫酸在生産6F 、正極前驅體等生産工藝中處于重要供應位置,而天賜的工藝産生副産品硫酸可循環再利用,降低原料成本。天賜副産硫酸主要來源于生産6F過程中2個環節:1)五氟化磷合成 2)制備發煙硫酸,而副産硫酸可用于制備磷酸、磷酸鐵、氫氟酸等環節。

天賜 2019 年 6 月發行可轉債項目,募集資金用于投資建設年産 40 萬噸硫磺制酸項目,主要産品包括發煙硫酸、98% 硫酸、三氧化硫( SO3 )和氯磺酸等。

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與三甯化工合作,保障磷礦供應、降低生産成本

在資源端,天賜與三甯化工合作,2021年6月天賜公告與三甯化工合作,投資建設30萬噸磷酸鐵項目。雙方可利用當地擁有的資源及配套設施,為磷酸鐵項目就近提供磷礦、煤炭、硫酸、液氨等,降低産品生産及運輸成本。

湖北三甯礦業成立于2002年,主要從事磷礦開采、探礦、選礦,以及磷礦石銷售和相關進出口業務。公司所屬挑水河磷礦,磷礦年産能達到400萬噸。挑水河磷礦總資源量2億噸,富礦不到4000萬噸。三甯利用選礦産生的尾礦(泥)膠結充填的技術代替傳統的房柱法采礦,提高資源利用率。

天賜與三甯合作,三甯有豐富的磷礦,而天賜在電解液制備過程中的副産硫酸可用于磷酸一铵的原材料,且兩個公司地理位置相近,雙方共同合作可提高生産效率,降低生産成本。

供給端:五氟化磷合成過程中副産硫酸,液體6F與副産硫酸質量比約1:1

天賜的硫酸來源于制備五氟化磷合成中産生的副産。在加有HPF6 溶液的反應釜中,慢慢加入過量的發煙硫酸,在氮氣保護下進行反應,反應後生成的氣體、液體混合物經冷凝,分出HF、SO3、HSO3F進入下一批反應;釜内硫酸中含有少量HF,除去HF的濃硫酸作為副産品。

根據天賜3萬噸液體锂鹽改擴建環評書,6000噸液體6F需投入5292噸發煙硫酸,在合成五氟化磷過程中生成硫酸6031.2噸,液體6F與副産硫酸質量比約為1:1關系。2021年底天賜有液體6F産能9萬噸。我們預計22、23年底分别達到18、33萬噸。考慮投産時間,預計天賜2023年液體6F有效産能在30萬噸左右,對應副産硫酸約30萬噸。

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供給端:發煙硫酸制備過程中副産硫酸,天賜2023年副産硫酸有望達40萬噸

在五氟化磷生産過程中發煙硫酸可轉化為副産硫酸,而在發煙硫酸制備過程中也會産生大量硫酸。以天賜40萬噸硫磺制酸項目為例,産品為20%煙酸3萬噸、65%煙酸10.25萬噸,此外還有98%硫酸17.04萬噸(折100%硫酸16.7萬噸)、氯磺酸10萬噸(折100%硫酸8.3萬噸),合計20%煙酸3萬噸 65%煙酸10.25萬噸 100%硫酸25萬噸。

考慮天賜氫氟酸制備也需消耗硫酸、發煙硫酸,天賜用螢石粉 硫酸 發煙硫酸生産無水氫氟酸,而氫氟酸是合成氟化锂(用于合成6F)的重要原材料。我們預計天賜2023年産生的副産硫酸約40萬噸。

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需求端:天賜2023年與三甯合作磷酸鐵27萬噸,天賜副産硫酸可滿足生産

天賜目前有磷酸鐵産能3萬噸,今年7-8月預計投産10萬噸磷酸鐵、12月投産20萬噸,2023年1月磷酸鐵産能達到33萬噸。我們預計2022、2023年天賜磷酸鐵産量達到8、30萬噸。

2023年30萬噸中,其中3-4萬噸為天賜原有産線生産,而26-27萬噸與三甯合作,天賜可提供副産硫酸。合成1噸磷酸鐵需0.78噸磷酸二氫铵(工業級磷酸一铵)、0.1噸磷酸(用于調鐵磷比)、0.13噸硫酸(98%)。以铵法計算,1噸磷酸鐵需要硫酸約1.46噸,1)磷酸二氫铵 :0.78*0.45*3=1.05噸;2)磷酸:0.1*2.8=0.28噸;3)磷酸鐵:消耗硫酸0.13噸。

以2023年天賜與三甯合作27萬噸磷酸鐵計算,共需要硫酸39.4萬噸。我們認為天賜在生産6F、發煙硫酸過程中的副産硫酸可滿足磷酸鐵的生産。

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資源型企業成本端磷礦具有優勢,而天賜副産硫酸解決硫磺成本

資源型企業自産磷礦,在磷礦方面可增厚産品利潤,而天賜副産中有大量硫酸,可節省硫磺成本。磷酸一铵主要原材料為磷礦石、硫磺、合成氨,2019-2021年平均來看,三種主要原料在原材料成本占比分别為48.5%、26.7%、24.8%。

對于資源型企業,如雲天化,2017-2021年磷礦采選毛利率在50-65%,假設淨利率50%,資源型企業磷礦石48.5%的成本中可獲得一半的利潤,即節省24.3%的原材料成本。而天賜則可以節省硫磺部分的成本,26.7%原材料成本。

2021年以來,磷礦石、合成氨價格均迅速上漲。磷礦石價格從2021年初374元/噸上漲至2022年5月末863元/噸,漲幅131% ;硫磺價格從2021年初955元/噸上漲至2022年5月末3788元/噸,漲幅336%;合成氨價格從2021年初3450元/噸提升至5200元/噸,漲幅51%。

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結論:原材料成本端,天賜與磷礦企業優勢幾乎打平

以近期價格測算,磷酸一铵的成本結構相較2019-2021年發生較大變化,磷礦、硫磺、合成氨在磷酸一铵原材料成本占比分别為42%、42%、16%。2019-2021年磷礦石價格價格相對穩定,價格在400元/噸左右,假設資源型企業淨利率50%,則成本約200元/噸。目前磷礦價格上升至900元/噸,在磷酸一铵或磷酸環節,磷礦石與硫磺成本幾乎為1:1,資源型企業磷礦石有開采成本,而天賜硫酸幾乎無成本,因此目前情況看天賜在材料端成本更低。

2021年以來,磷礦供給端受到限制性開采、環保趨嚴,需求端受到磷酸鐵锂電池拉動,價格快速上漲。硫磺制酸方面,國内硫磺産量不能滿足需要,每年約50%的硫磺需要進口。受疫情影響海外煉廠開工率驟降,硫磺供應偏緊。合成氨的原材料為煤炭、天然氣,價格波動也較大。

磷礦、硫磺價格上漲幅度在不同階段有不同表現,資源型企業、天賜在原材料端的成本優勢處于動态變化中。但總體來看,在原材料成本端天賜與磷礦企業基本打平。

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磷礦是否會像碳酸锂、金屬钴一樣價格價格快速上漲?利潤向資源端大幅傾斜?

受下遊新能源需求拉動,而資源端産能擴張較慢,碳酸锂、金屬钴價格快速上漲。碳酸锂價格從2021年初5萬/噸上漲至2022年3月超過50萬/噸;金屬钴從2021年初29萬/噸上漲至22年3月最高達58萬/噸。上遊資源企業利潤也因此大幅提升,如贛鋒锂業2021年毛利率39.81%,而22Q1達66.65%。

磷礦價格也不斷上漲,從2021年初約370元/噸上漲至2022年5月末超過900元/噸。與碳酸锂、钴不同,我國磷礦石的供給、需求都幾乎在國内。中國自2009年對磷礦石出口進行配額管理,并逐步降低出口配額。2021年中國磷礦石産量約1億噸,出口僅37萬噸。

2021年以來,磷礦價格漲幅較快,原因為:1)供給端:多個省份針對礦山行業違法開采、盜采等問題展開安全生産檢查。2)需求端:貴州開磷集團、雲南雲天化等主流磷礦石企業改為自用為主,市場流通貨源減少。

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1)從磷礦供需看,我國磷礦/磷酸産能仍有富餘

從磷礦産量看,全國磷礦石産量從2016年1.4億噸下降至2020年0.89億噸,2021年回升至約1億噸。2016年供給側改革密集出台,政策管控采富棄貧、産能過剩現象,出清落後産能。2019年進一步出台“三磷”整治方案,加速出清污染排放不達标企業。

從磷礦需求看,最主要的需求磷肥需求在下降。我國自2015年以來持續開展化肥農藥施用量零增長行動,2016年全國磷肥産量1859萬噸,而2020年僅1057萬噸,相比2016年下降接近一半,為新能源磷礦需求騰出産能空間。

從磷酸産能利用情況看,2021年中國磷酸總産能約為2260萬噸(包括熱法酸、濕法酸、淨化磷酸),産量約1700萬噸,磷酸産能亦有富餘,可支撐新能源所需磷酸。

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2)從需求結構看,锂礦、钴礦下遊主要為锂電池,而磷礦下遊主要為肥料,新能源拉動作用弱于锂、钴

與锂礦、金屬钴相比,磷礦下遊主要為磷肥,我們認為新能源對锂礦的拉動作用弱于锂、钴。

✓ 锂礦:2020年全球下遊75%為锂電、5%為潤滑劑、5%為玻璃;

✓ 金屬钴:2020年國内下遊84.4%為電池、4%為硬質合金,2.9%為高溫合金;

✓ 磷礦石:2020年國内下遊71%為磷肥、7%為黃磷、6%為磷酸鹽,制備磷酸鐵需要的工業一铵屬于磷酸鹽。

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3)看2025年,LFP電池約拉動磷礦石620萬噸,占2021年磷礦石産量6%

看2025年,我們預計全球锂電池裝機量達到2028Gwh,LFP電池裝機量達50%,預計LFP電池産量1256GWh,磷酸鐵锂正極需求量314萬噸。假設不考慮液相法(如德方納米),磷酸鐵2025年需求約301萬噸,對應工業磷酸需求約230萬噸,磷礦需求約620萬噸。

✓ 磷礦:2021年中國磷礦産量約1億噸,620萬噸磷礦占2021年磷礦産量6%。

✓ 磷酸:2021年中國磷酸總産能約2260萬噸,産量約1700萬噸,2025年磷酸鐵锂電池拉動磷酸約230萬噸,占2021年磷酸産量14%。

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3、磷酸鐵锂企業一體化入場,天賜如何破局?

制造端:天賜磷酸鐵單噸投資額不到5000萬,顯著低于其它企業

在原材料環節,天賜成本優勢幾乎可以和資源型企業打平。而在原材料以外的制造、人工、運輸等環節,我們認為天賜相比其它企業更具成本優勢。

在制造端,天賜磷酸鐵資本開支顯著低于其它企業。天賜30萬噸磷酸鐵項目總投資額13.88億元,單噸投資額0.46萬。而其它企業,如公司A 20萬噸磷酸鐵項目總投資額19.22億元,單噸投資額0.9萬;公司B 30萬噸磷酸鐵項目(10萬噸铵法 20萬噸鐵法)總投資額56億元,單噸投資額1.9萬。更少的資本開支使得天賜在折舊費用方面具有優勢。

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制造端優勢來源于對設備、工藝的積累,如大反應釜、自動化産線等

天賜在磷酸鐵領域并非新手,2016年非公開發行募集資金建設3萬噸磷酸鐵項目,投資額1.6億元。2018年11月,3萬噸正極材料有少量試産品進行客戶送樣。2021年,天賜投資建設30萬噸磷酸鐵項目。

在裝置方面,天賜優勢在于大裝置,且産線自動化率較高。截至2021年4月,天賜的3萬噸磷酸鐵是市場上最大的單體裝置。磷酸鐵制備過程主要在反應釜中進行,反應釜大可提升生産效率。天賜30萬噸磷酸鐵項目反應釜在30 ㎡,單線産能5萬噸/年,而雲圖控股反應釜在20 ㎡,湖南雅城反應釜5 ㎡、産線5萬噸/年。反應釜放大有一定壁壘,大型設備中溫度、濃度、物料停留時間分布與小型設備不同。且反應釜的結構大小、工藝參數、加料順序、攪拌強度、攪拌槳的設計、反應溫度、升溫速率等影響磷酸鐵品質。

在産線效率方面,天賜有多項專利提升産線自動化水平,如前驅體自動化投料裝置、用于反應釜的物料自動投料裝置。自動化率提升能提升産線效率,也能降低人工成本。

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運輸:長江水運是鐵路運價的1/5,是公路運價的1/14,天賜選址具有優勢

從成本結構看,運輸費用也為一項較大的開支。以雲天化2021年磷酸一铵成本結構為例,運費占比13%,僅次于原材料成本。

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天賜在選址上具有優勢,與合作方三甯化工距離近,且在長江邊上,工廠附近有3個碼頭,便于運輸給下遊客戶。将長江水運、鐵路運輸、公路貨運三種方式對比,長江水運2020年均價0.03元/噸.公裡、鐵路運輸2017年基準價0.16元/噸.公裡、公路貨運2020年均價0.46元/噸.公裡。長江水運是鐵路運價的1/5,是公路貨運價格的1/14。

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鐵磷比、形貌、比表面積等影響磷酸鐵性能,産品一緻性、穩定性為難點

磷酸鐵是制備磷酸鐵锂的重要前驅體,産品質量直接決定最終正極産品的電化學性能。磷鐵比、顆粒形貌、比表面積、雜質離子等影響磷酸鐵性能,如比容量、循環壽命、低溫性能等。

✓ 比容量:通過前驅體顆粒狀形貌控制,結合低雜質含量、高鐵磷比,使得産品比容量高,能量密度提高。

✓ 循環壽命:通過提升磷酸鐵純度、鐵磷比、結晶度,可提高材料循環壽命。

✓ 低溫性能:雜質離子存在會導緻晶格畸變,堵塞锂離子擴散通道,造成正極材料低溫性能較差。

不同元素比例細微差别能導緻材料性能出現較大差異,産品一緻性、穩定性為難點,我們認為不同企業磷酸鐵産品存在差異。以鐵磷比為例,當鐵磷比達到0.99-1.02時,10次放電比容量達到139mAh/g甚至以上。而鐵磷比在0.91時, 10次放電比容量在80mAh/g左右。

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天賜産品鐵磷比、比表面積等優于同類企業,電解液領域的積累或幫助磷酸鐵取得優勢

高鐵磷比可提升比容量,比表面積越大,正極材料與電解液反應面積越大,導電性更高,因而倍率性更好。與同類企業相比,天賜磷酸鐵産品有更高的鐵磷比、比表面積,更低的雜質含量。

鐵磷比:天賜産品鐵磷比為0.975,而銅陵鈉源兩款産品鐵磷比分别為0.96、0.963。高鐵磷比可提升磷酸鐵比容量、循環性能等;

比表面積:天賜産品比表面積7.6㎡/g,而銅陵鈉源兩款産品比表面積分别為7、6.5㎡/g。比表面積大,有利于锂離子擴散,提高充放電容量,可做高壓實密度磷酸鐵锂。

雜質含量:雜質影響磷酸鐵低溫性能,天賜産品鋅、鎂、錳、钛的含量均大幅低于銅陵鈉源兩款磷酸鐵産品。

在電解液生産過程中,天賜也面臨裝置放大、雜質含量、産品一緻性及穩定性等問題。産品從設計到大規模量産存在差異,天賜在電解液領域的積累或有助于磷酸鐵産品在一緻性、穩定性方面取得優勢。

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磷酸鐵锂頭部企業一體化入場,但磷酸鐵锂擴産進度快于磷酸鐵環節

2021年磷酸鐵锂出貨量共48萬噸,其中湖南裕能、德方納米、龍蟠、湖北萬潤出貨排前四,出貨份額分别為25%、20.2%、8.7%、8.5%。磷酸鐵锂頭部企業如龍蟠、裕能等也在向上遊布局,進入磷酸鐵環節以實現一體化配套。但從擴産節奏看,磷酸鐵锂擴産節奏快于磷酸鐵,仍需第三方磷酸鐵企業補足。

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裕能:2021年磷酸鐵锂産能10.5萬噸,銷量12萬噸。裕能2021年磷酸鐵僅采購1.8萬噸,自供率較高。我們預計22、23年磷酸鐵锂有效産能30、40萬噸,磷酸鐵有效産能20、30萬噸。

龍蟠:2021年通過控股子公司常州锂源收購貝特瑞磷酸鐵業務進入磷酸鐵環節。同時常州锂源與新洋豐成立合資公司湖北豐锂規劃磷酸鐵産能5萬噸(40%股權)、與鵬輝能源等成立公司規劃磷酸鐵産能 10萬噸(19%股權)。我們預計22、23年磷酸鐵锂有效産能14、30萬噸,磷酸鐵有效産能5.5、20萬噸。

湖北萬潤:2021年末磷酸鐵锂産能4.2萬噸、銷量4萬噸,磷酸鐵産能4.1萬噸、銷量3.8萬噸。公司2022年拟募集資金建設磷酸鐵锂産能一期3萬噸 2期2萬噸。我們預計22、23年磷酸鐵锂有效産能5、8萬噸,磷酸鐵有效産能4、4萬噸。

磷酸鐵锂材料性能參數(天賜材料磷酸鐵)30

從磷酸鐵供需看,按各家投産規劃22H2開始過剩,但考慮試生産周期、爬坡等因素或延後至23年開始過剩

需求端:我們預計22、23年LFP電池産量334、503Gwh,LFP整體裝機占比為35%、39%,LFP需求84、126萬噸。假設德方納米(采用液相法,中間不合成磷酸鐵)22、23年出貨25、40萬噸,則磷酸鐵22、23年需求56、82萬噸。我們按照上下半年40%、60%比例測算。

供給端:預計22H2供給達54萬噸,其中環比增長較大的為裕能、天賜,磷化工企業雲天化、新洋豐等。

裕能:磷酸鐵自供率較高,我們預計22H2有效産能14萬噸。

天賜:22Q3 10萬噸磷酸鐵投産,有3萬噸大裝置經驗,我們預計22H2有效産能6萬噸。

磷化工企業:1)雲天化:10萬噸磷酸鐵預計22年月投産。2)新洋豐:5萬噸磷酸鐵22年3月底開始進行試車。

雖然按照各家投産規劃22H2開始過剩,但磷酸鐵新進入者還将遇到1)缺乏磷酸鐵制造經驗,設備調試時間長,爬坡到滿産需要時間;2)産品需要客戶驗證。考慮試生産周期、爬坡等因素,我們預計磷酸鐵或延後至23年開始過剩。

磷酸鐵锂材料性能參數(天賜材料磷酸鐵)31

投産進度領先 産品優勢 成本低,天賜有望在供需偏緊中獲取先發優勢

磷酸鐵與磷酸鐵锂制造有較大區别,磷酸鐵锂核心生産環節在燒結,而磷酸鐵生産核心環節在反應、焙燒,後者更偏化工。因此新進入者要掌握磷酸鐵生産工藝較難。

我們認為天賜、裕能在大批量穩定生産方面具有經驗,且擴産速度領先,明顯快于其他企業。天賜目前有磷酸鐵産能3萬噸,預計三季度投産10萬噸,2023年1月投産20萬噸,合計33萬噸産能。我們預計天賜22、23年磷酸鐵産量分别為8、30萬噸。

我們預計天賜22Q1磷酸鐵産量接近1萬噸,且有少部分磷酸鐵锂,合計盈利1億,磷酸鐵單噸淨利預計0.8萬。天賜磷酸鐵單噸投資額僅0.46億,若23年單噸淨利5000萬,則一年可收回投資成本,而新進入企業則面臨産能爬坡較慢、設備折舊費用較高等問題。

天賜憑借投産進度領先 産品優勢 成本低(資本開支低、原材料優勢、運費&制造等方面成本優勢),有望在供需偏緊中獲取先發優勢。而長期看,憑借成本優勢,我們認為天賜有望能夠走到終局,在磷酸鐵環節取得較高市占率。

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4、總結與建議

6F合成采用多聚磷酸路線,同行難以複制天賜6F、前驅體的循環模式

天賜6F合成路線采用多聚磷酸,而同行多數采用五氯化磷路線。天賜采用多聚磷酸 過量氟化氫,得到六氟磷酸,再慢慢加入過量發煙硫酸,冷凝後分出HF、雜質等得到五氟化磷,同時得到副産硫酸。而多數6F企業采取的工藝中間産物為五氯化磷,副産為鹽酸而非硫酸。

天賜副産硫酸主要來自兩個環節:1)制備發煙硫酸 2)五氟化磷合成。其它同行由于采用五氯化磷路線,因此無法通過五氟化磷合成得到副産硫酸,難以複制天賜6F、前驅體的循環模式。天賜循環體系的構建來源于管理層前瞻性,用不同的反應方式、副産進入新的行業,材料本身就具有強延展性,天賜或不斷創造新增長點。

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2023年電解液盈利承壓,添加劑、磷酸鐵接棒

雖然6F價格進入下行通道,但天賜不斷提升6F、LiFSI、DTD等自供比例,成本優勢領先于同行。看好LiFSI、DTD增厚電解液單噸淨利水平,磷酸鐵雖2023年面臨行業過剩風險,但天賜憑借成本優勢有望在行業洗牌期過後量利齊升。

我們預計天賜2023年電解液出貨55萬噸,單噸淨利9000元,電解液貢獻淨利潤約49.5億元;磷酸鐵出貨30萬噸,假設單噸淨利2500元,磷酸鐵貢獻淨利7.5億元,再加日化、卡波等,我們認為2023年天賜60億利潤實現概率較大。天賜磷酸鐵優勢在于循環體系、運費&制造費用帶來的成本優勢,在産品方面,磷酸鐵經過多年積累,能率先生産出質量可靠的産品,成為公司第二增長曲線。

風險提示

磷酸鐵大幅擴産,行業競争加劇:磷酸鐵上遊磷化工、钛白粉企業以及下遊磷酸鐵锂企業紛紛布局磷酸鐵産能,未來磷酸鐵産能若出現供大于求的局面,價格戰會導緻公司盈利能力大幅下降。

原材料價格上漲加劇:若上遊原材料磷礦石受國家政策影響限産或供給偏緊等原因價格大幅上漲,公司磷酸鐵利潤恐不及預期。

LFP需求量不及預期:磷酸鐵锂電池受性能改進、政策和車廠發展方向等原因影響銷量快速增長,若需求增長不及預期,磷酸鐵需求也将受到影響。

測算具有一定的主觀性:報告中對于市場規模、價格等等有較多假設,測算具有一定主觀性,僅供參考。


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