2022年磷酸铁锂正极材料行业市场供需规模前景预测及发展战略预测咨询
（1）磷酸铁锂简介：LFP理论比容量为170mAh/g，具有3.5V的电压平台，充放电平台十分平稳，且充放电过程中结构稳定。同时，该材料具有无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛（Fe在地壳中含量丰富）等优点，成为电池界竞相开发研究的热点。
近年来，随着人们对LFP的结构、合成、充放电机制等研究的深入，LFP成为锂电池最主要的正极材料之一。
中金企信国际咨询公布的《全球及中国磷酸铁锂正极材料行业市场专项调查研究及投资战略可行性报告（2022版）》
LiFePO4充放电示意图分析
LFP的所有氧原子都通过强共价键的磷构成稳定的磷酸离子基团，因此晶格中的氧不容易丢失，且能稳定铁离子/亚铁离子的反键结构。通常条件下，不会因锂的深度脱嵌而分解释放氧气，这使得该材料具有很好的安全性。
另外，LFP充放电时，体积变化较小（约6%），这种变化刚好与碳负极在充放电过程所发生的体积变化相抵消，而且LFP与有机电解液的反应活性很低。因此，以LFP作正极材料的锂电池具有很好的循环可逆性能，体现在LFP正极的循环次数远高于包括NCM在内的其他正极材料。工作原理如图所示：
LFP电池结构图分析
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LFP电池的结构如上图所示。左边是橄榄石结构的LFP材料构成的正极，由铝箔与电池正极连接。右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，锂离子可以通过隔膜而电子不能通过隔膜。电池内部充有电解质，电池由金属外壳密闭封装。
LFP电池工作原理示意图
LFP电池的充放电反应在LFP和磷酸铁两相之间进行。在充电过程中，LFP逐渐脱离出锂离子形成磷酸铁，在放电过程中，锂离子嵌入磷酸铁形成LFP。LFP固有的三维网状橄榄石结构，形成一维的锂离子传输通道，限制锂离子的扩散。同时，八面体FeO6共顶相连，导致电子迁移率比其他正极材料如NCM要慢，表现在充放电效率较低。
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沿[010]方向取向的片状LiFePO4提高锂离子扩散示意图
（2）磷酸铁锂应用领域：LFP主要应用领域可分为动力电池和非动力电池两大类。其中，在动力电池领域，LFP主要作为各种型号的纯电动、插电混动新能源车动力系统正极材料应用；在非动力电池领域，主要应用在5G基站的储能、新能源发电端储能以及轻型动力的铅酸市场替代等方面。
中金企信国际咨询公布的《全球及中国动力电池行业专项深度调研及投资规划指导可行性预测报告（2022版）》
①动力电池：LFP在动力电池领域，主要用于新能源汽车的动力系统。根据细分应用领域的不同，LFP的运用占比也有所不同。
A.乘用车领域:搭载LFP车型比例后来者居上：在电动乘用车方面，其对电池能量密度要求较高，近几年NCM材料占据优势。但随着补贴退坡等政策因素影响，LFP的成本优势开始显现，有更多的整车厂商开始推出搭载LFP的新能源车型，如磷酸铁锂版Model3、比亚迪汉、宏光MINI等。
根据工信部2020年发布的1-13批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有1,126款乘用车入选，其中搭载LFP的车型占比14.12%，NCM占比63.59%；2021年发布的1-4批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有169款乘用车入选，其中，搭载LFP的车型占比40.24%，NCM占比42.01%。
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从近几批的新能源汽车推广应用推荐车型目录来看，随着2020年4月底新能源补贴政策的明确，LFP车型开始逐渐发力，车型占比快速增长并逐渐超过NCM。
B.客车领域：LFP绝对主导：根据工信部2020年发布的第1-13批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有2,079款客车入选，其中搭载磷酸铁锂电池的数量为1,835款车型，占88.26%的份额；2021年发布的第1-4批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有156款纯电动客车入选，其中搭载磷酸铁锂电池的数量为1款车型，占84.62%的份额。
总体上，出于安全性与性价比的考虑，目前国内新能源客车以LFP电池为绝对主导。
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C.专用车领域：LFP为主，NCM补充：根据工信部2020年发布的第1-13批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有1,912款新能源专用车入选，其中搭载LFP的车型占比约为81.90%，NCM占比10.88%，其他电池型号占比7.22%；2021年发布的第1-4批新能源汽车推广应用推荐车型目录，共有357款插电式混合动力专用车入选，其中搭载LFP的车型占比约为86.00%，NCM占比6.16%，其他占比7.84%。在专用车领域，动力电池呈现LFP为主、NCM补充的应用格局。②非动力电池LFP在非动力电池领域，主要涉及三个方向的应用：5G基站储能、新能源发电端储能以及铅酸市场替代。
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A.5G基站储能：新能源发电并网配套储能、5G基站备用电源储能市场增幅明显，带动发电侧和用户侧储能在电化学储能市场占比提升。综合考虑锂电池性能及储能的度电成本，目前国内已投运的电源侧储能项目多采用磷酸铁锂电池，另外从三大运营商5G基站建设规划及招标项目要求来看，磷酸铁锂电池成为基站备用电源储能电池最优的选择。
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工信部于2020年8月表示，推动磷酸铁锂储能电池在通信基站的使用，对于促进通信行业绿色与高质量发展具有积极意义。从官方层面确认了LFP在5G基站储能应用领域的主导地位。
2020年，我国5G基础设施建设全面铺开。根据工信部《2020年通信业统计公报》数据显示，截止到2020年底，我国5G基站总数已达到71.8万个。预计到2025年，我国5G基站数量将达到816万个。以一个5G基站单站功耗2,700W左右、应急4小时进行估算，2021-2025年，5G基站储能市场将提供15.5GWh的磷酸铁锂电池需求空间，对应的LFP材料需求约3.6万吨。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年5G基站储能行业全产业结构深度分析及投资战略可行性评估预测报告》
B.新能源发电端储能：新能源发电具有间歇性和不稳定性的特点，由于新能源装机容量的不断提高而引发的消纳问题日益凸显，储能在其中占据至关重要的地位。
以风电为例，风电场的原始输出功率具有间歇性、波动性等不稳定因素，若直接并入电网会对电网造成冲击，影响电网的电能质量。故需使用储能系统对此功率进行平抑，避免对电网正常运行造成影响。储能系统可以实现“削峰填谷”，提高发电利用小时数，有效解决弃风弃光问题且提高电站收益。
新能源发电端储能系统“削峰填谷”原理图
从目前国内现有的储能项目看，抽水储能是最主要的储能技术手段。我国抽水蓄能的比例占总储能项目比例的91.6%，电化学储能仅占现有储能项目装机规模的6.8%，其中大约85%的份额是锂电池。目前国内已投产运营的电源侧储能项目多采用LFP电池。考虑到LFP的经济性，未来仍将有望成为国内储能电池的主要方向。保守/理想情形下，电化学储能2021年新增装机量为2.5/3.4GW，到2025年累计装机量有望达到35.52/55.88GW。且2025年当年电化学储能领域将会新增13.0-23.1Gwh的需求空间，对应LFP材料的需求3.0-5.4万吨。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国新能源发电端储能专项调研及投资战略预测可行性咨询报告》
C.铅酸市场替代：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%，且更加环保。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。2020年我国铅酸蓄电池产量227.36GWh，对应超过1300亿替代空间。其中约有33%用于轻型动力电池，主要运用于电动两轮车的动力系统。
根据中金企信统计数据，锂电池单体的平均售价在2020年已经低于0.6元/Wh，而铅酸电池售价在0.3-0.4元/Wh，但锂电池在能量密度、使用寿命、质量体积等方面显著优于铅酸电池，因此市场渗透率迅速提升。2020年，中国锂电版电动两轮车的产量达到1,136万辆，总体渗透率达到23.5%，同比增长84.7%。预计到2025年整个锂电版电动两轮车的市场渗透率接近60%。
随着锂电版电动两轮车产量的快速增长，电动两轮车用锂电池出货量也增速明显。中金企信统计数据显示，2020年，中国电动两轮车用锂电池出货量达到10.7Gwh，同比增长91.1%，预计到2025年，电动两轮车用锂电池的需求量将达到45.9Gwh。