新兴能源行业：铁锂高压密趋势有望加速业内企业分化

投资建议：随着终端用户对长续航、高快充的需求日益增长，高能量密度的磷酸铁锂快充电池成为了各家电池企业的主打产品，磷酸铁锂正极材料也因此朝着高压实密度的方向快速迭代。而高压密存在较高技术门槛，仅部分企业部分产能能够形成有效供给，目前供需相对紧平衡，产品需求结构的变化有望加速业内企业分化。我们认为掌握核心生产工艺，且有能力大规模量产高压实密度磷酸铁锂的企业将充分受益。供需紧平衡促使产品涨价，从而带动业绩回暖，受益标的：湖南裕能、富临精工。 铁锂终端需求依旧高景气，高压实密度趋势明确。2024年全球动力电池装机量为894.4GWh，同比增长26.8%。其中，国内装机量为533GWh，同比增长37.5%。2020-2024年中国储能锂电池出货量由16.2GWh增长至340GWh，磷酸铁锂正极材料的终端需求整体维持较高增速。当前动力电池技术正朝着高能量密度与快速充电的方向迭代演进，快充电池需要减少极片厚度以降低内阻、提高倍率，而提高磷酸铁锂的压实密度，则能够在更薄极片厚度下保持甚至提高电芯的能量密度。多家电池企业布局相关产品确立了磷酸铁锂向着高压实密度方向发展的趋势。 需求结构变化，产品涨价将带动部分企业业绩快速转好。由于磷酸铁锂需求持续高增长，吸引了众多厂商布局，行业格局相对分散。 而且过快的产能扩张导致了当前产能过剩的局面，业内企业经历了价格和盈利的大幅下滑。但自2024年起高压密铁锂需求快速释放，高端品类供需达紧平衡，带动产品价格出现了明显回升。产品需求结构变化将加速业内企业分化，只有中低端产能的企业将继续在红海市场中激烈竞争，而具备高压密铁锂量产能力的企业将享受行业加速出清带来的利好，实现量价齐升。 高压密铁锂存在较高技术壁垒，目前以磷酸铁法、草酸亚铁法为主。 通过磷酸铁法制备粉体压实密度2.6g/cm³以上的磷酸铁锂需新增二次烧结。而二烧工艺将使得电耗增加，生产效率下降，产品损耗增加，导致高压密铁锂成本较高。增加成本可控的企业才能真正将高压密铁锂产业化。草酸亚铁法在由于成本较高在常规产品主导市场的时候不占优。然而采用草酸亚铁法整个工艺流程不涉及二次烧结即可产出高压密铁锂产品，既避免了二次烧结带来的材料损耗和能源损耗，同时缩短了生产步骤，加快了生产效率。在生产高压密铁锂时，与磷酸铁法的成本差距显著缩小。因此在高压密铁锂供需紧平衡的情况下，成为了最优工艺路线之一。 风险提示：终端需求不及预期、竞争加剧等。 1.投资建议 由于磷酸铁锂正极材料的高性价比，目前已经成为动力和储能两大市场的主流选择，吸引了众多厂商布局，短时间内产能大幅扩张，但磷酸铁锂也因此迅速成为了供过于求的红海市场，众多企业陷入亏损的境地。然而，随着终端用户对长续航、高快充的需求日益增长，高能量密度的磷酸铁锂快充电池成为了各家电池企业的主打产品，磷酸铁锂正极材料也因此朝着高压实密度的方向快速迭代。而高压密存在较高技术门槛，仅部分企业部分产能能够形成有效供给，目前供需相对紧平衡，产品需求结构的变化有望加速业内企业分化。我们认为掌握核心生产工艺，且有能力大规模量产高压实密度磷酸铁锂的企业将充分受益。供需紧平衡促使产品涨价，从而带动业绩回暖，受益标的：湖南裕能、富临精工。 表1：投资标的一览 2.动力+储能需求双增，磷酸铁锂高压实密度趋势明确 2.1.铁锂正极与应用端高度适配，出货量高速增长 磷酸铁锂在安全性、循环寿命、成本方面具有优势。目前形成规模化商业应用的锂电池正极材料主要包括磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂和锰酸锂等，不同正极材料在性能、安全性、成本等方面各有优劣，应用领域有所差异。相比其他材料，磷酸铁锂具有安全性高、循环寿命长、成本低的优点，与动力和储能的需求适配度高，因此在动力和储能领域均有广泛应用。 表2：磷酸铁锂综合性能优秀 动力电池市场保持较高增速，铁锂电池装车占比持续提升。2024年全球动力电池装机量为894.4GWh，同比增长26.8%，2020-2024年CAGR为57.1%。 其中，国内装机量为533GWh，同比增长37.5%，2020-2024年CAGR为70.1%，整体维持较高增速。同时，自2020年起铁锂动力电池装车占比不断提升，在2021年超过三元动力电池，在2023年装车占比首次超过70%。 2025年1月，国内磷酸铁锂动力电池装车占比达到77.9%。当前磷酸铁锂已基本确立为主流正极材料。 图1：2024年全球动力电池装机量为894.4GWh 图2：2025年1月磷酸铁锂电池装车量占比达77.9% 储能市场快速扩张。2020-2024年中国储能锂电池出货量持续高速增长，由16.2GWh增长至340GWh，CAGR达114%。另外，根据EVTank数据，2024年全球储能电池中磷酸铁锂电池占比高达92.5%，占主导地位。 图3：2024年中国储能锂电池出货量达340GWh 图4：2030年全球储能电池出货量有望达到1550GWh 受高景气下游驱动，磷酸铁锂市场规模快速扩张。2020-2024年国内磷酸铁锂出货量快速增长，年出货量由16.8万吨提升至246万吨，CAGR达到96%。 图5：2024年国内磷酸铁锂出货量达246万吨 2.2.高能量密度+快充需求推动磷酸铁锂高压密趋势 能量密度和快充性能提升为铁锂电池全面超越三元电池的关键。相比三元电池，磷酸铁锂电池的主要劣势体现在能量密度和快充性能方面。随着多年技术迭代，磷酸铁锂正极材料与中镍三元正极材料的差距逐渐缩小，此时磷酸铁锂安全性高、成本低的优势凸显，成为了高性价比之选。 实现磷酸铁锂正极材料性能优化的手段之一正是提高压实密度。压实密度作为锂离子电池关键工艺参数，指在特定压力条件下单位体积极片所含活性物质的质量，直接影响极片的比容量、充放电效率、内阻及电池循环性能等核心指标。在电池体积恒定的约束条件下，提升磷酸铁锂正极的压实密度已成为实现能量密度突破的重要技术路径。当前动力电池技术正朝着高能量密度与快速充电方向迭代演进。快充电池需要减少极片厚度以降低内阻、提高倍率，而提高磷酸铁锂的压实密度则能够在更薄极片厚度下保持甚至提高电芯的能量密度。行业定义的高压实磷酸铁锂材料指压实密度≥2.6g/cm³的先进正极材料，契合新一代电池需求。 高压实密度磷酸铁锂需求爆发。2023年8月宁德时代推出全球首款磷酸铁锂4C超充电池，自此包括欣旺达、国轩高科和蜂巢能源在内的多家企业纷纷跟进4C及以上超快充+长续航磷酸铁锂动力电池的布局，高能量密度的磷酸铁锂快充电池成为了各家电池企业的主打产品，进而显著带动了高压实密度磷酸铁锂的需求。 表3：多家企业布局高能量密度快充磷酸铁锂动力电池 3.高压密铁锂供需紧平衡，掌握核心技术为关键 3.1.产品需求结构变化将加速业内企业分化 当前磷酸铁锂正极材料行业竞争格局相对分散。由于磷酸铁锂正极材料需求持续高增吸引了众多厂商布局，且中低端产品技术门槛较低，经历过去几年的产能扩张后，行业整体处于供过于求的阶段。据SMM新能源统计，2023年底中国磷酸铁锂总产能达427万吨，较2022年底增加101%，行业平均产能利用率大幅下滑，磷酸铁锂正极材料成为了高度竞争的红海市场，造就了相对分散的竞争格局，以及盈利的大幅下滑，目前磷酸铁锂行业头部企业包括湖南裕能、德方纳米、常州锂源、万润新能等，2024H1磷酸铁锂行业CR5为66.0% 图6：磷酸铁锂行业格局相对分散 预计2025年高压密铁锂占比进一步提升，需求快速释放，供需达到紧平衡。 2024年高压密铁锂需求主要来自宁德时代的神行电池。展望2025年，随着宁德时代神行电池出货占比攀升，神行plus放量；比亚迪刀片二代发布，以及其他电池厂的快速跟进，高压密铁锂需求将快速增长。而当前行业供给能力有限。尽管常规产品仍然产能过剩，但高压密产品将出现供需紧平衡，产品需求结构变化将使部分企业受益。 表4：2025年高压密铁锂供需紧平衡（单位：万吨） 高压密需求爆发带动有量产能力的企业出货量及盈利明显增长。据高工锂电分析，自2024Q4开始的涨价主要由新一代高压密磷酸铁锂出货规模提升推动， 2.55g/cm3 ~2.65g/cm3 压实密度产品可对应1000元/吨至3000元/吨的加工费上涨。根据百川盈孚数据，动力型铁锂价格报价方面，江西升华由于产品均为高压密，其与湖北万润的报价差价从2024年1月初的-500元调整为2024年12月中的2500元。产品需求结构变化将加速业内企业分化，只有中低端产能的企业将被逐步淘汰，而具备高压密铁锂量产能力的企业将享受行业加速出清带来的利好，实现量价齐升。 3.2.磷酸铁法和草酸亚铁法或为高压密铁锂主流制备方法 目前磷酸铁锂正极材料的主流制备工艺可分为固相法和液相法两大路线，其中固相法根据选用铁源的不同，分为磷酸铁法、草酸亚铁法和铁红法。磷酸铁法压实密度较高、适用性广、布局企业多；草酸亚铁法成本高，但压实密度高；铁红法成本低，但性能较差；液相法成本较低、产品均一性好，循环性能好，但压实密度较低。水热法低温、倍率性能好，但压实密度较低且成本较高。 表5：磷酸铁锂有多种制备工艺 表6：不同制备方法的磷酸铁锂电池性能及应用场景有所差异 目前生产高压实密度磷酸铁锂以磷酸铁法、草酸亚铁法为主。陆续有企业加入布局高压实磷酸铁锂。 表7：多家企业布局高压实磷酸铁锂 图7：草酸亚铁工艺路线 图8：磷酸铁法工艺路线 通过磷酸铁法制备粉体压实密度2.6g/cm³以上的磷酸铁锂需新增二次烧结。 磷酸铁路线下，传统一烧工艺制备磷酸铁锂存在粒径分布无法精准控制、易产生磷化铁杂项、产气量大损坏碳包覆结构等问题。而二烧工艺能够有效解决这些问题，它通过在不同温度和/或不同气氛下进行两次烧结处理，优化材料的微观结构，从而有效提高磷酸铁锂的压实密度，进而增强其在实际应用中的性能表现。由于电耗增加，生产效率下降，产品损耗增加，良率下降，高压密铁锂成本较高。当前二烧工艺存在较高的技术壁垒，增加成本可控的企业才能真正将高压密铁锂产业化。 表8：通过磷酸铁法制备粉体压实密度2.6g/cm³以上的磷酸铁锂需新增二次烧结。 草酸亚铁法生产高压密铁锂的优势在于无需二次烧结。草酸亚铁法具备压实密度、纯度、倍率性能等优势。草酸盐合成磷酸铁锂/碳混合材料时不易引入杂质，相较于普通工艺，可获得高纯度橄榄石结构，从而提高电荷转移和离子扩散速率，提升电池容量。同时制备的正极材料结晶度高，骨架稳定，结构更有序，可提供更多活性位点和高效电子传输路径。且反应过程中气体释放抑制颗粒团聚，使颗粒更细小均匀，可提高压实密度、比表面积和锂离子扩散速率，从而增强倍率性能和充放电效率。但草酸亚铁法在由于成本较高在常规产品主导市场的时候不占优。然而采用草酸亚铁法整个工艺流程不涉及二次烧结即可产出高压密铁锂产品，既避免了二次烧结带来的材料损耗和能源损耗，同时缩短了生产步骤，加快了生产效率。在生产高压密铁锂时，与磷酸铁法的成本差距显著缩小。因此，在高压密铁锂供需紧平衡的情况下，成为了最优工艺路线之一，相关企业充分受益。 4.相关标的 4.1.湖南裕能：高压密产品放量，成本优势持续强化 磷酸铁锂产品的能量密度为公司重点优化方向之一。公司通过碳包覆、体相掺杂、添加剂引用、产品形貌控制、级配理论的应用、前驱体特殊掺杂处理等工艺，提升电导率、倍率性能、低温性能和能量密度等性能参数，打造高能量密度、长循环寿命、低温性能优异的磷酸铁锂产品。 表9：磷酸铁锂产品的能量密度为公司重点优化方向之一 产品向高压实和长循环方向迭代，性能行业领先。公司针对下游动力和储能领域不同的应用需求，分别打造并持续迭代高压实密度的YN系列产品和长循环寿命的CN系列产品。动力方面，公司已掌握成熟的二烧工艺，高能量型LFP产品压实密度最高可达 2.65g/cm3 ，其中YN-9系列产品通过改进粒径级配技术，不仅有效提高了材料的压实密度，也保证了材料的容量发挥和倍率性能。储能方面，公司的储能型LFP循环寿命最高可超120