磷酸锰铁锂行业研究：锰将出征，后来居上

（报告出品方：民生证券）

核心观点：

关注磷酸锰铁锂的起底逻辑：第一，现有磷酸盐系正极材料（ LiMPO4 ，M可由Fe、Mn、Co、Ni等元素组成）存在应用瓶颈，上升空间有限。1）磷酸钴锂（4.8V）和磷酸镍锂（5.2V）充放电平台过高，难以被商业化应用。2）LFP电压平台仅为3.4V，能量密度已接近理论上限；磷酸锰锂高达4.1V，但电导率和锂离子扩散速率极低，被视为“绝缘体”。第二，磷酸锰铁锂（M）兼顾高能量密度和高安全性，可缓解LFP低能量密度短板。由质量能量密度（Wh/kg）=电池克容量（mAh/g）× 工作电压 （V），可计算出LMFP（4.1V）理论质量能量密度为697 Wh/kg，高出LFP20%。由此，往LFP中掺Mn是磷酸铁锂在电化学材料体系端提高能量密度的“唯一“进化之路。

01.磷酸锰铁锂进化之道

LMFP发展契机：现有橄榄石结构磷酸盐正极材料存在应用瓶颈

磷酸盐基正极材料LiMPO4属于聚阴离子型正极材料，为正交晶系呈橄榄石结构，M可由Fe、Mn、Co、Ni等元素组成。其中， 磷酸钴锂（4.8V）和磷酸镍锂（5.2V）充放电平台过高，已超过传统电解液所能承受的最大电压平台（4.5V），难以被商业化应 用，而磷酸锰锂LMP和磷酸铁锂LFP可适配现有电解液体系，具备商业应用基础。

磷酸锰铁锂：兼顾高能量密度与高安全性

LMFP可利用Mn和Fe的协同效应，结合磷酸铁锂（稳定的电化学性能）和磷酸锰铁锂（高电压）优势，兼顾高能量密度与高 安全性，同时其电压平台（4.1V）可适配常规电解液，这为切入市场提供契机。

磷酸锰铁锂：锰铁比例的不同，带来电化学性能上的差异

铁和锰离子半径相近，易形成固溶体，实现原子级别的混合。材料中锰铁比例的不同，会带来电化学性能上的差异， 第一，锰含量过低：LMFP材料平台电压提升不够明显，影响材料的能量密度。

磷酸锰铁锂：制备路线与LFP相似，液相法更适配

固相法：是最传统的方法，工艺简单，利于批量生产，但不易控制产品的粒度及分布，均匀性较差。其中，高温固相法最具 代表性。液相法：产成品一致性更好，更能缓解锰溶出等问题，更易形成均一的固溶体，利于锂离子的脱嵌材料，能量密度更高。但 工艺更为复杂，成本较高。由此，液相法更适配LMFP，使用该方法进行量产的企业可构筑其工艺技术壁垒。可分为溶胶-凝 胶法、水热法、溶剂热法、共沉淀法以及喷雾干燥法。

磷酸锰铁锂：材料存在三大痛点

LMFP虽较LFP具备更高能量密度、更高工作电压，但存在以下三个痛点：痛点一：电子电导率低、锂离子扩散速率较低。从与其他材料性能对比情况可知，LMFP电导率仅1013S/cm、锂离子扩散 速率为10152 /S；分别为LFP的1/10倍和1/10000倍。相比于LFP0.3 eV 的跃迁能隙，电子在LMFP中跃迁能隙高达2eV, 基本属于绝缘体，导致其电子电导率及离子迁移率低。痛点二：压实密度较小，影响能量密度发挥。从与三元正极材料粒度分布比较情况可知，LMFP材料D50粒度仅为三元粒度 的一半不到，材料颗粒较小，导致压实密度较低，进而影响整体材料的能量密度表现。同时，一次粒径过小会导致颗粒比表 过高，制备电池极片时不得不大量使用粘结剂，导致成本增加和极片主含量降低。痛点三：Mn3+的姜泰勒（John-Teller）效应。

02.成本测算分析：略高于LFP，明显低于三元

与LFP价差为2.79万元/吨，与三元价差超10万元/吨

取2022年8月10日原材料均价计算，根据我们测算：第一，以LMFP（锰铁比例为6:4）为例，综合成本为17.78万元/吨，直接材料占比接近90%。第二，材料成本排名为：LFP＜LMFP＜NCM622＜NCM811。其中，LMFP与LFP价差为2.78万元/吨；LMFP与6系 三元的价差为12.26万元/吨。

与三元复配方案，降本效应明显

我们假设复配方案为NCM811+LMFP（锰铁比=6:4）可知， 1）随着LMFP占比的提升，复配方案材料成本明显缩减。当LMFP占比为5%时，复配材料成本为33.29万元/吨；当 LMFP占比为95%，复配材料成本为18.60万元/吨，成本缩减14.69万元/吨。2）较纯高镍三元而言，具备相近能量密度的同时，成本可更低。由2022年容百科技战略发布会可知，当三元811：LMFP=95%：5%时，其产品可成为高镍三元的迭代产品，能量密度可高达270wh/kg。同时，经由测算，LMFP占比为 5%时，复配材料成本33.29万元/吨较纯NCM811产品成本34.10万元/吨缩减了0.82万元/吨。

03.全球市场：乐观预期下2025年超过500亿元，23-25CAGR为126.64%

二轮车锂电龙头率先布局，助力LMFP放量

星恒电源：轻型车锂电LMFP+LMO方案先行者。19年，公司经过“LMO+LMFP”与“LMO+LMFP+三元”各种配方调 试下，2020年，公司确定“第二代混掺单晶锰酸锂+磷酸锰铁锂“为理想方案，同年推出”超锂S7”技术方案，单晶锰酸 锂可大幅度降低111面数量，减少锰离子溶解，可提升电芯循环次数。目前，公司持续突破，已形成”第二代混掺单晶锰酸 锂+LMFP+碳纤维复合材料”复合材料体系，能量密度接近三元。已成功应用至五菱宏光MINI和二轮车上。

与三元复配，开拓新能车用场景

第一，复配原理：1）LMFP表面能较大，可吸附在三元表面形成包覆层；2）LMFP粒径小于三元，颗粒较细，可填充于三 元空隙中。与三元复配，可弥补LMFP材料本身粒度过小的短板。复合后可实现材料间大小粒径互相搭配，提升正极材料压 实密度、体积能量密度、循环性能、容量性能、导电性以及电化学性能。第二，复配工艺路线。

LMFP：供给端稳步扩充，大规模起量在即

现有布局LMFP企业涵盖有电池、正极材料、上游原料、两轮车以及部分初创企业。其中， 宁德时代、容百科技等龙头企业 通过投资收购力泰锂能和斯科兰德进行LMFP的深入布局；星恒电源和天能股份已率先将LMFP材料应用于二轮车领域；其他 布局企业大部分已有雄厚技术储备，部分已将样品送至车企测试。

04.重点企业分析

宁德时代：全球锂电龙头，直击LMFP升级版-M3P

驰骋锂电领域，技术底蕴雄厚。公司为全球动力电池领域龙头，实现全产业链覆盖，致力于为全球新能源应用提供一流解决 方案和服务。连续5年霸据全球动力电池装机量榜首，21年装车量96.7GWh，市占率达32.6%。动力电池+储能电池+正极 材料为其主营业务。公司预计于今年Q4向特斯拉供应M3P电池，搭载在使用 72 度电池包的 Model Y 车型中，该版本 Model Y 将于明年初上市。与此同时，公司于2021年11月，投资力泰锂能，持股比例达60%。其中，力泰锂能主营业务为 LMFP材料，且已具备LMFP产能2000吨/年。

德方纳米：深耕LFP材料，液相法独树一帜

深耕纳米LFP，掌握液相法核心技术。公司核心产品为纳米磷酸铁锂等磷酸盐系正极材料，核心技术为涵盖液相法、碳包 覆、离子掺杂以及纳米化等技术。受益于液相法的制备工艺，公司LMFP材料具备一致性更好，能量密度更高等优势，已切 入宁德时代M3P材料供应链。并且，公司计划募集34.9亿元，用于年产 11 万吨新型磷酸盐系正极材料生产基地项目，预计 于22年下半年投产11万吨LMFP正极材料。

容百科技：高镍行业龙头，并购斯科兰德布局磷酸锰铁锂

从高镍龙头到全市场覆盖的正极供应商。公司主要从事高能量密度锂电池正极材料及其前驱体的研发、生产和销售，核心产 品为NCM811系列、NCA系列、Ni90 及以上超高镍系列三元正极及前驱体材料。公司已占据高镍龙头地位，同时布局规划 锰铁锂、钠电材料。2021年，三元正极材料收入占比超过90%。公司是国内首家实现 NCM811 系列产品量产并应用于国 际主流终端车企的正极材料生产企业，公司所开发的高镍、超高镍多晶和单晶三元正极材料，处于国际领先水平。公司高镍 产品主要客户已涵盖宁德时代、孚能科技、蜂巢能源、SK on、亿纬锂能等国内外知名锂离子电池厂商。

当升科技：老牌正极产商，前瞻布局磷酸锰铁锂

当升科技聚焦锂离子电池正极材料的研发与销售多年。公司作为国内领先的锂电池正极材料供应商，主要从事多元材料、钴 酸锂等正极材料以及多元前驱体等材料的技术研究和生产销售，属于国家战略性新兴产业中的新材料、新能源领域。目前， 公司正加快磷酸铁锂业务的产品开发和市场布局，成功完成磷酸铁锂工艺定型，针对电动车和高端储能市场专项开发更高性 能的磷酸铁锂、磷酸锰铁锂材料。

亿纬锂能：磷酸锰铁锂新秀，已布局初步产能

锂离子电池龙头企业。公司的主要业务是消费电池（包括锂原电池、小型锂离子电池、圆柱电池）和动力电池（包括新能源 汽车电池及其电池系统、储能电池）的研发、生产和销售，产品已批量应用于物联网终端、电动工具、电动自行车、新能源 汽车、储能等领域。公司注重研发实力的提升、优质客户的积累、供应链的科学管理、现有产线的优化、生产规模的扩张。公司锂原电池产销规模多年稳居全国第一。

国轩高科：动力锂电池领先企业，超前布局磷酸锰铁锂

公司是全球动力锂电池领先企业。公司主要从事动力锂电池和输配电设备的研发、生产和销售。其中，电池组业务是公 司的第一大业务，2021年收入占比超过90%。公司主要产品为磷酸铁锂正极材料及电芯、三元正极材料及电芯、动力 电池组、电池管理系统及储能型电池组等。公司先后与上汽大通、江淮汽车、奇瑞汽车、长安汽车、吉利汽车、长城汽 车、零跑汽车、威马汽车、合众新能源等车企达成了战略合作关系。公司专注于动力锂电池的研发与投入，拥有独立的 知识产权体系。

欣旺达：入局磷酸锰铁锂，量产蓄势待发

手机数码类锂电龙头。公司主要从事锂电池模组的研发、设计、生产及销售业务，产品广泛应用于手机、笔记本电脑、可穿 戴设备、电动汽车、动力工具、电动自行车、能源互联网及储能等领域，其余产品包括锂离子电芯、电源管理系统、精密结 构件、智能制造等。公司技术团队具有丰厚的锂离子电池模组研发经验，BMS技术先进；重视与客户的深度合作，基于客户 产品各方面参数需求，进行配套生产；持续拓展产品体系，在多个产品领域拥有不俗竞争力。

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