新能源电池行业新技术之一：磷酸锰铁锂，续航里程700km电动车“锰”想启航

此报告仅供内部客户参考 请务必阅读正文之后的免责条款部分 证券研究报告 新能源电池新技术之一——磷酸锰铁锂 续航里程700km电动车“锰”想启航 2022年09月23日 评级 领先大市 评级变动： 维持 行业涨跌幅比较 % 1M 3M 12M 新能源电池 -17.33 -10.60 -23.20 沪深300 -6.04 -8.08 -19.20 周策 分析师 执业证书编号:S0530519020001 zhouce67@hnchasing.com 杨鑫 研究助理 yangxin13@hnchasing.com 相关报告 1 新能源电池行业9月份月报：动力电池盈利改善，储能赛道景气度高2022-09-15 2 行业点评：8月新能源汽车销量创历史新高，动力电池产量高增2022-09-14 3 新能源车产销高增，零售渗透率达26.3%2022-08-18 重点股票 2021A 2022E 2023E 评级 EPS（元） PE（倍） EPS（元） PE（倍） EPS（元） PE（倍） 宁德时代 6.53 63.93 12.06 34.60 19.69 21.19 买入 亿纬锂能 1.53 57.93 1.58 56.09 3.39 26.12 买入 孚能科技 -0.89 -32.98 0.07 400.49 2.11 13.92 买入 德方纳米 4.61 64.73 12.74 23.41 16.42 18.16 买入 资料来源：iFinD，财信证券 投资要点：  磷酸铁锂电池需要从提升电压平台方向着手进行体系升级：国内磷酸铁锂电池装车辆已经占据总装车辆的62%，而三元电池份额降低到了38%。在比容量接近理论极限的情况下，如果磷酸铁锂电池需要在保持现有安全性的前提下进行能量密度的进一步提升，则需要从提升材料的电压平台的方向上着手。  磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级版：在磷酸铁锂的基础之上掺杂一定的锰元素并调整其与铁的原子数量之比（锰铁比）以此提高材料的电压平台，便生成了磷酸锰铁锂(LMFP，LiMn1‑xFexPO4)产品，其中X是锰铁比，其与磷酸铁锂和磷酸锰锂的性质相似，较三元材料有更好的热稳定性、化学稳定性及经济性，同时又比磷酸铁锂的能量密度更高。  磷酸锰铁锂制备工艺与磷酸铁锂类似，但需要碳包覆等方法解决电导率低等问题：磷酸锰铁锂材料中锰铁比例的不同，会导致材料的电化学性能和物理形态的差异。目前对于最佳的锰铁比没有统一的定论，锰铁比为 4:6 左右时具有较为理想的能量密度。磷酸锰铁锂与磷酸铁锂均属于磷酸盐系材料，因此制备工艺类似，可以分为液相法和固相法两大类。磷酸锰铁锂的缺陷包括导电性能和倍率性能差、双电压平台增加BMS难度、锰溶出影响电池循环性能，需要通过碳包覆、纳米化、离子掺杂等方法进行改善。  磷酸锰铁锂市场空间广阔：磷酸锰铁锂电池安全性方面和磷酸铁锂相当，能量密度优于磷酸铁锂。在其规模化之后，单Wh成本也将优于磷酸铁锂，且能支持电动车续航里程超过700公里，因此我们认为未来700公里左右续航里程的中端电动车将会大规模应用磷酸锰铁锂电池。预计2025年磷酸锰铁锂电池需求量为234GWh，与之对应的磷酸锰铁锂正极材料的需求量为46.8万吨，正极材料市场空间为374.4亿元。  龙头电池厂商和正极材料厂商共同推进商业化：德方纳米年产11万吨磷酸锰铁锂正极材料项目已于9月投产，宁德时代宣布2023年将M3P电池推向市场应用，我们认为2023年搭载磷酸锰铁锂电池的畅-35%-15%5%25%2021-092021-122022-032022-062022-09新能源电池沪深300行业深度 新能源电池 此报告仅供内部客户参考 -2- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 销款电动车将会面世，并推动磷酸锰铁锂电池广泛应用于注重各项性能均衡的中端车。  投资建议：推荐关注：【宁德时代】、【德方纳米】，建议关注：【亿纬锂能】、【孚能科技】、【湘潭电化】、【天奈科技】。【宁德时代】：电池龙头，研发实力雄厚，拥有最广泛的客户群体，计划2023年将M3P电池推向市场；【德方纳米】：液相法正极材料领先企业，已投产年产11万吨磷酸锰铁锂正极材料，规划2025年年产能达到44万吨；【亿纬锂能】：二线电池龙头企业，技术实力强；【孚能科技】：软包电池龙头公司，计划2023年推出第一代磷酸锰铁锂产品；【湘潭电化】：正极材料原材料锰盐供应商，电解二氧化锰年产能超12万吨；【天奈科技】：添加碳纳米管能改善锰铁锂导电性能，公司为全球最大碳纳米管生产商。  风险提示：新技术验证和测试进展不及预期；新能源汽车销量不及预期；原材料大幅上涨；行业相关公司产能建设不及预期；行业竞争加剧。 oPtQnQsQqRpRrRrOqMsOrQ9PdNaQsQmMnPnPkPmMyRlOnPvN6MnMxPuOmMnOwMqQmM 此报告仅供内部客户参考 -3- 请务必阅读正文之后的免责条款部分 行业研究报告 内容目录 1 正极材料：锂离子电池性能与成本重要的决定因素................................................... 5 1.1 锂离子电池工作原理 ............................................................................................................................ 5 1.2 正极材料是决定电池性能的重要因素............................................................................................. 5 1.3 磷酸铁锂电池成为动力电池市场主流............................................................................................. 6 1.4 电动车渗透率进一步提升需要电池技术的持续迭代 .................................................................. 7 2 磷酸锰铁锂电池：低成本，高电压 ........................................................................... 8 2.1 磷酸铁锂升级方案 ................................................................................................................................ 8 2.2 磷酸锰铁锂与三元及磷酸铁锂的比较............................................................................................. 8 3 磷酸锰铁锂材料开发与制备工艺............................................................................... 9 3.1 锰铁比例决定电化学性能 ................................................................................................................... 9 3.2 制备工艺与磷酸铁锂相似 ................................................................................................................. 10 3.3 磷酸锰铁锂的三大缺陷 ..................................................................................................................... 11 3.3.1 导电性能和倍率性能差 .............................................................................................................. 11 3.3.2 双电压平台增加BMS难度 ....................................................................................................... 11 3.3.3 锰溶出影响电池循环性能.......................................................................................................... 12 3.4 磷酸锰铁锂技术改性方案 ................................................................................................................. 12 3.4.1 碳包覆 ............................................................................................................................................. 12 3.4.2 离子掺杂......................................................................................................................................... 13 3.4.3 纳米化 ............................................................................................................................................. 14 4 磷酸锰铁锂电池应用市场广泛 ................................................................................ 14 4.1 续航700km的中端车有望大规模应用.......................................................................................... 14 4.2 市场空间测算 .................................................................