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来源：锂电人脉圈
本文将从以下7个方面为大家概述关于高压实磷酸铁锂方面的内容：一、高压实磷酸铁锂定义
二、高压实磷酸铁锂工艺路线
三、高压密铁锂价格
四、高压实铁锂需求测算（万吨）
五、高压实铁锂企业布局
六、磷酸铁锂成本及工艺路线
七、影响磷酸铁锂成本的因素及降本
正文
一、高压实磷酸铁锂定义
高性能铁锂电池对于 LFP 正极提出更高压实密度要求。压实密度指的是在一定的压力下，电池极片单位体积内所含材料的质量，与极片比容量，效率，内阻，以及电池循环性能有密切的关系。在体积不变的前提下，要提升电池的能量密度，需要提升 LFP 正极片的极片压实密度。根据宁德时代高焕介绍，神行 Plus 在正极采用颗粒级配的技术，将每一颗纳米颗粒放在适当的位置，从而实现超高压实密度。四代产品为迭代方向。行业内一般定义二代/三代/四代 LFP 的粉体压实密度分别为2.4/2.5/2.6 g/cm3，从趋势上看，动力用 LFP 粉体压实密度从 2.4-2.55g/cm3 向 2.6g/cm3以上迭代，从二、三代产品向四代产品迭代。我们定义压实密度 2.6g/cm3以上的 LFP 材料为高压密 LFP。二、高压实磷酸铁锂工艺路线高压密趋势下壁垒提升，格局更趋集中1、草酸亚铁法率先突破高压密产品，实现批量供应。其具有以下优点:（1）草酸盐在合成过程中不易引入杂质相，提高纯度：杂质相可能会作为电子和离子传输的障碍，降低电池性能。使用草酸亚铁作为铁源时，制备的 LFP/C 样品具有纯的橄榄石型结构，没有杂相的衍射峰。高纯度的材料具有更好的电荷转移特性和离子扩散率，从而提高电池的容量。（2）结晶度较高，键合力大：草酸亚铁合成的磷酸铁锂正极材料结晶度较高，键合力大，有利于稳定样品的骨架结构；高结晶度也意味着材料具有更有序的晶体结构，可以提供更多的活性位点和更有效的电子传输路径。（3）抑制颗粒团聚和晶粒长大：草酸亚铁在反应过程中分解放出气体，可以抑制颗粒的团聚和晶粒的长大，有助于获得更细小、更均匀的颗粒，从而提高材料的压实密度；细小的颗粒可以增加材料的比表面积，提高锂离子的扩散速率，从而提高电池的倍率性能和充放电效率。2、磷酸铁法为市场主流路线，迈向高压密大批量供应。经过多年的沉淀工艺改进，磷酸铁粉体已经具有稳定可控的 Fe/P 比、纯度和粒度，能够保证产品的一致性和生产的可重复性。国内已有多家供应商能够提供产量充足、价格低廉、质量稳定、种类丰富的磷酸铁。在这个工艺路线中，原料的可靠性高、种类少、产气量少，简化了称量、配料、混合等步骤。同时，其对工艺流程、生产设备并无特殊要求，平衡了产品的成本、质量和产量，因此成为了主流工艺路线。高压密 LFP（磷酸铁法）新增二烧工艺，对前驱体制备、大小颗粒级配要求提升。（1）磷酸铁制备：最直接影响成品性能。磷酸铁是制备橄榄石型 LFP 的原料，其纯度、粒径、形貌等特征参数是决定 LFP 电化学性能的重要因素。自身具备磷酸铁制备 know-how 和生产能力的 LFP 企业更有利于快速跟进下游电池厂的需求。（2）二次烧结工艺：为高压密铁锂生产新增工序，温度、气氛控制为核心。改善烧结过程对 LFP 材料粉体压实密度的提升显著。提高烧结温度超过 700℃时，小颗粒之间会发生黏结，在高温下保温足够长的时间，这些黏结处会扩大变为烧结颈，其间出现大量的固相扩散，使两个或更多的小颗粒融合生成一个大颗粒，提高了整体的粉体压实密度；然而，提高烧结温度会产生大量的磁性杂质 Fe2P，这种杂质通常会与另一种杂质 Fe金属颗粒混杂在一起，干扰电池厂对 LFP 产品的评测，有可能会刺穿隔膜造成电池短路。二次烧结工艺是指在制备 LFP 的过程中采用两次不同温度和/或不同气氛下的烧结步骤来优化材料的微观结构，提高材料的结晶度、密度、压实密度以及改善其电化学性能。每次烧结的时间都需要精确控制，以确保材料充分反应和致密化，但同时避免过度烧结导致的晶粒长大。通过二次烧结工艺，可以提高磷酸铁锂的压实密度。
高压密 LFP 当前以磷酸铁法、草酸亚铁法工艺路线为主。磷酸铁法、草酸亚铁法的优势均在于能实现更高的能量密度，其中草酸亚铁法率先突破实现批量供应，大多数企业则采取磷酸铁法。二次烧结工艺步骤
（3）砂磨：调整粒径，要求较之前提升。适当提高砂磨后的磷酸铁颗粒粒径，降低比表面积和表面活性，可以减少 Fe2P 的生成量；但磷酸铁颗粒的粒径不能过大，因为比表面积太小会导致表面活性过低，表面 Fe 元素催化 CVD 的效果会大幅度下降，导致产品中严重缺少石墨化的碳包覆层，影响材料导电性。应用不同的砂磨时间，可以得到不同粒径的磷酸铁锂。（4）大小颗粒级配：级配比例为核心。大小颗粒级配指将不同粒径的磷酸铁锂颗粒按照一定比例混合，以提高粉体的压实密度，改善电池的电化学性能：①提高压实密度：通过大小颗粒级配，小颗粒可以填充到大颗粒之间的空隙中，从而显著提升整体粉末的压实密度。②提升电化学性能：小颗粒的电子电导率和锂离子扩散系数通常高于大颗粒，而大颗粒则提供了较高的粉体压实密度。③颗粒协同作用：在烧结过程中，掺杂元素总质量较多的磷酸铁倾向于生成小颗粒的磷酸铁锂，而掺杂元素总质量较少的磷酸铁则生成大颗粒的磷酸铁锂。这种大小颗粒级配的磷酸铁锂材料同时具有较高的粉体压实密度和放电比容量。级配比例为核心。影响材料最终压实密度的因素包括了大小颗粒的粒径和粒度分布、及自身的流动性和堆积状态。部分厂家尝试将大小颗粒的物料在喷雾干燥后进行混合，需要在生产线上增加一步工艺和相应的混料设备；部分厂家则在研磨之后，再将不同纳米粒度的大小颗粒浆料进行级配，利用液相混合比固相混合更均匀的特性，但采此方式的浆料中小颗粒可能在后续的烧结过程中团聚长成大颗粒，即小颗粒的加入量小于最终产品中的含量，需要根据实验结果来优化级配的比例和相应的烧结制度。由于壁垒提升，高压密 LFP 格局更趋集中。四代 LFP 较三代 LFP 的性能提升，比二代较一代产品的提升更为显著。当前布局四代高压密 LFP 产品的企业集中在湖南裕能、富临精工、德方纳米、龙蟠科技、万润新能、安达科技等企业，除湖南裕能、富临精工以外，多数企业尚在测试验证的过程中。行业内的 LFP 企业有 30 家以上，但我们预计有能力量产高压密 LFP 产品的企业集中在头部 6-7 家企业，行业集中度高，基于：①头部企业始终保持对头部客户（宁德时代、比亚迪）的规模化出货，在技术跟进上具备先发优势；②头部企业的订单体量较大且更稳定，开发四代产品过程中形成的次品仍可通过二、三代产品订单消化，从而降低开发成本。3、草酸亚铁法、磷酸铁法在制备高压密 LFP 时成本差距缩近。成本角度，常规情况下，草酸亚铁法较磷酸铁法成本高 2000 元/吨以上，然而草酸亚铁工艺天然适配高压密铁锂，产线无需进行较大改造；磷酸铁法制备高压密产品需要引入二烧工艺，且砂磨要求提升，因此耗电量预计较原先产品提升，同时生产效率下滑带来单位折旧提升，成本提升预计 2000元以上。草酸亚铁法、磷酸铁法在制备高压密 LFP 时成本差距显著缩近。4、二烧工艺折损产能。二次烧结工艺为高压密铁锂生产新增工序，降低原有生产效率，普遍对固相磷酸铁法的 LFP 企业构成 30%-40%的产能折损。
三、高压密铁锂价格
高压密铁锂价格、盈利更优。LFP 定价方式:电池级碳酸锂月均价*单耗*锂盐折扣系数+固定费用（即磷酸铁+磷酸铁锂正极加工费）。铁锂企业主要赚取加工费。根据高工锂电，铁锂厂商已反馈自四季度来有多轮小幅涨价落地，主要由新一代高压密铁锂出货规模提升所推动，2.55-2.65g/cm3压实可对应 1000-3000 元的加工费上涨。四、高压实铁锂需求测算（万吨）
五、高压实铁锂企业布局
六、磷酸铁锂成本及工艺路线
1）不同工艺路线导致企业间不同的原材料成本。原材料成本约占总成本的生产的 85%-90%。当前磷酸铁锂主流制备工艺包括固相-磷酸铁法（湖南裕能为代表）、固相-草酸亚铁法（富临精工为代表）、液相法（德方纳米），其中固相-磷酸铁法占据市场主流，22-24H1 的市场份额分别为 77%、83%、83%。固相-磷酸铁法中，磷酸铁的制备主要分三种路线：氨法、钠法、铁法，氨法、钠法为主流。氨法路线主要采用硫酸亚铁溶液与工业磷酸一铵反应，经过一系列工艺处理得到磷酸铁。该路线具有成本优势明显、副产硫酸铵价值高、产品质量均衡等优势。然而，铵法路线也存在压实密度相对较低、废水量较大等劣势。由于其成本优势和产品质量稳定。钠法路线则是采用磷酸+液碱/纯碱+硫酸亚铁的生产方式，通过蒸汽加热、陈化、过滤等工艺步骤得到磷酸铁。钠法路线的优势在于适合与精制磷酸相结合，且钠盐体系压实密度相对较高。但是，钠法路线也存在产品中钠离子含量控制要求严格、副产物硫酸钠难处理等劣势。铁法路线则是利用磷酸+铁粉/铁块加热溶解的方式生产磷酸铁。该路线废水少、环保压力小，但稳定性相对较差。此外，铁法路线对铁源与磷酸纯度要求较高，原料要求杂质含量低，导致成本偏高。不同工艺路线制备磷酸铁优劣势
不同工艺路线占比
不同工艺路线成本对比七、影响磷酸铁锂成本的因素及降本1）不同工艺之间的成本高低受到核心原材料价格波动的变化而变化。
任意一种路线无法维持长期成本优势。氨法主要受工业磷酸一铵、浓磷酸价格影响，钠法主要受浓磷酸、液碱价格影响，铁法主要受浓磷酸、铁块价格影响。23 年钠法工艺份额下降明显，老企业考虑到成本问题，从钠法转氨法动作较多；新企业则更多选择性价比高的氨法工艺、或环保更有优势的铁法工艺。当前氨法工艺拥有成本优势。氨法由于磷酸采用相对便宜的工业磷酸一铵，以及副产品硫酸铵拥有较好的外售价，拥有相对较低的制备成本。对比不同工艺制备磷酸铁的成本占比（参考 24 年 12 月价格），我们测算氨法、钠法、铁法制备磷酸铁的 BOM 成本分别在 6365、7042、7718 元/吨。根据不同工艺路线制备磷酸铁锂的材料成本对比，根据则言咨询，截至 24 年 12 月第 2周，以外采磷酸铁为基准值 100，铁红工艺/硝酸铁工艺/自产铁法/自产氨法/自产钠法/草铁工艺制备 LFP 的成本分别为 90.0/94.6/99.5/100.3/102.1/111.9。2）电价同样影响成本，产能主要分布在西南地区的企业更有利。
一吨磷酸铁耗电约 1200 度，一吨磷酸铁锂（不含磷酸铁）耗电约 2800 度，一体化制备合计电量需求合计约 4000 度电/吨。当前行业新产线主要建立在更有水电等要素优势的地区，其中西南、华中、华东地区为铁锂的主产区，西南地区（四川、贵州、重庆）排名第一，占全国总产能的 46%。3）上游一体化：应对原料价格冲击，分磷源一体化、锂源一体化。LFP 成本价格受磷源、锂源价格影响较大。①磷源一体化：代表企业湖南裕能等，湖南裕能通过布局贵州黄家坡磷矿（设计产能年产120万吨磷矿石，预计25H2实现规模化开采）、打石场磷矿（年产能预计 250 万吨，有效期 10 年），基于生产一吨磷酸铁锂约需磷精矿 2吨，公司对磷矿布局充分，未来有望实现磷源全自供，通过磷源一体化降本。②锂源一体化：龙蟠科技配合宁德时代布局 4 万吨锂加工+布局电池回收，通过锂源一体化降本。公司和宁德时代在江西宜春合资建设了年产 4 万吨碳酸锂加工厂，是目前唯一有锂盐加工厂的磷酸铁锂企业，锂盐加工厂一方面可稳定产品原材料的成本与供应，另一方面通过合资建厂，也可加强对合作方磷酸铁锂正极材料的销售，形成产业上的协同；另外，公司通过收购山东美多加强电池回收布局。▊▊ 加入社群
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