磷酸锰铁锂行业深度报告：成本+性能双优，锰铁锂产业化落地在即

能量密度+低温性能+安全性三大性能优势显著：1）电压平台能够从3.4V提升到3.8-4.1V，从而将理论能量密度提升10%-20%；2）对比LFP-20℃低温保持率仅48%左右，LMFP可达77-78%；3）LMFP继承LFP六方密堆结构，P原子通过P-O强共价键形成PO4四面体，O原子很难从结构中脱出，因此稳定性强，安全性好。 经济性强，极高性价比+高毛利驱动发展。从正极厂商角度来看，锰铁锂单吨成本略有增加，毛利高增。根据2023年12月11日-12月15日原材料价格下，锰铁锂单吨成本较磷酸铁锂高约4%，相应售价同步提升。当售价端高出铁锂5%时，锰铁锂厂商单吨毛利仍能够提升8%。从电池厂商角度看来，锰铁锂电芯单瓦时成本较低，竞争加剧下极高性价比成为其核心优势。锰铁锂成本较铁锂单kWh正极材料成本下降10%，单kWh电芯成本下降2%。电动汽车补贴退坡，价格战愈演愈烈，锰铁锂极高性价比成为车企优选。 降本空间显著，2025年中国锰铁锂需求有望超20万吨：混用与纯用方案成本相差较大，当三元材料与NCM523复用比例为70%/60%时，单kg正极材料混用成本高于纯用88%/75%，单kWh电芯成本高于纯用13%/11%。目前锰铁锂尚处于初期阶段，随着锰铁锂发展，产量与产能利用率均有望显著提升，规模效应凸显。根据GGII，2025年预计中国市场磷酸铁锂正极材料出货量有望超20万吨，市场规模有望超100亿元。 下游车企加速锰铁锂落地，龙头正极/电池厂商率先受益：目前奇瑞智界S7已经上市，特斯拉已有锰铁锂车型预备上市，其他车企随之纷纷布局。下游驱动中游正极材料厂商和电池厂商放量，正极材料厂商中，铁锂厂商产能一般为锰铁锂与铁锂共线，龙头企业纷纷转产扩产，目前德方纳米、容百科技领先；电池厂商中，龙头企业宁德时代领先，推出M3P锰铁锂电池，目前已在已售车型智界S7上装车。 投资建议：锰铁锂成本+性能双优，领先车企推出锰铁锂车型，有望发挥示范效应，加速车企布局。终端驱动中游电池厂商和正极厂商纷纷布局，锰铁锂产业化在即。我们推荐头部电池厂商宁德时代和头部正极材料厂商德方纳米、容百科技。 风险提示：新能源汽车销量不及预期风险；产品快速迭代风险；产能结构性过剩风险。 表1：重点公司投资评级: 1磷酸锰铁锂：升级版磷酸铁锂，优势与挑战并存 1.1锰铁锂：能量密度不足驱动铁锂掺锰升级趋势明确 从正极材料细分来看，磷酸铁锂和三元材料是动力电池领域目前使用最多的两类材料。2017年前，磷酸铁锂凭借低成本的优势首先占领商业车市场。2017-2019年，能量密度激励政策下三元材料逆袭，成为主流的技术方向。2020-2023年，补贴退坡，市场降本需求迫切，磷酸铁锂再次获得青睐，2023年11月装机量占比达64.9%。 图1.2020年-2023年11月中国市场正极材料装机比重 能量密度不足始终是铁锂痛点问题，磷酸铁锂掺锰升级趋势明确。主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间。在新能源汽车续航要求持续提升的背景下，能量密度不足始终是磷酸铁锂正极材料的痛点问题，磷酸锰铁锂通过提高平台电压有效提升电池续航能力，成本与性能博弈下，磷酸铁锂掺锰升级趋势明确。 图2.正极材料发展历程 锰铁锂为“升级版磷酸铁锂”，掺锰比例影响材料性质。磷酸锰铁锂(LMFP)指在磷酸铁锂基础上掺杂一定比例的锰而形成的新型磷酸盐类锂离子电池正极材料，被视为“升级版磷酸铁锂”。当锰含量过低，LMFP材料平台电压提升不够明显，影响材料的能量密度；当锰含量过高时，易形成姜泰勒效应，导致材料晶格畸变，锰溶出与电解液发生反应，影响材料稳定性与容量保持率。当锰铁比为主流比例6：4或7：3时，LMFP材料综合性能最优。 图3.磷酸锰铁锂结构 表1.铁锰比例对材料性能的影响 1.2优势一：能量密度+低温性能+安全性三大性能优势显著 磷酸锰铁锂性能优势显著，具体如下： 对比磷酸铁锂，能量密度更优。正极材料的能量密度直接影响动力电池的综合表现，容量与电压两者共同决定材料的能量密度。锰元素本身具备电压大的特点，铁锂掺锰后，电压平台能够从3.4V提升到3.8-4.1V，从而将理论能量密度提升10%-20%，较磷酸铁锂电池而言能够为电动车提供更高的续航里程。 对比磷酸铁锂，低温性能更好。在-20℃低温条件下，LFP材料低温保持率仅48%左右，而LMFP可达77-78%。磷酸锰铁锂低温性能优越主要系低温下Mn平台容量几乎全部发挥出来。研究表明，-20℃下，Fe平台容量发挥占Fe平台容量的50%左右，Mn平台低温容量发挥占Mn平台容量的95%左右。 表2.铁锰比例对材料低温性能的影响 对比三元材料，安全性更佳。磷酸锰铁锂晶体具有六方密堆结构，其中Li、Fe（Mn）原子分别占据八面体4a和4c位点，P原子占据四面体4c位点。 其中FeO6（MnO6）八面体和PO4四面体交叉连接，即使在充电的过程中锂离子全部脱出，也不会存在结构崩塌的问题。同时材料中P原子通过P-O强共价键形成PO4四面体，O原子很难从结构中脱出，因此材料具有十分高的安全性和稳定性。 表3.不同正极材料性能对比 1.3优势二：极高性价比+高毛利驱动磷酸锰铁锂发展 从正极材料厂商来看，锰铁锂单吨成本略有增加。根据2023年12月11日-15日原材料周均价（碳酸锂单吨价格近11万元），NCM523/NCM811/磷酸铁锂/磷酸锰铁锂单吨BOM成本分别为9.59/11.39/2.97/3.03万元，加上制造成本，总单吨成本分别为11.74/14.27/3.58/3.70万元，锰铁锂较铁锂单吨成本高约4%。 BOM成本：以锰铁锂领先正极厂商德方纳米水热法为例，磷酸锰铁锂BOM成本对比磷酸铁锂增加锰源，减少铁源，高近2%； 制造成本：短期研发投入较多，摊销导致单吨制造成本较高，且各家工艺等各不相同。长期来看，量产后制造成本较铁锂增加10%左右，主要系①锰铁锂产线设备价格较铁锂高；②锰铁锂制造复杂度高于铁锂。 表4.正极材料单吨成本测算（BOM成本+制造成本） 从正极材料厂商来看，对比铁锂，锰铁锂业务毛利高增。根据2023年12月11日-15日周均价（碳酸锂单吨价格近11万元），在锰铁锂价格较铁锂高10%，良率98%，碳酸锂库存一周的情况下，NCM523/NCM811/磷酸铁锂/磷酸锰铁锂单吨毛利分别为1.12/1.68/0.53/0.81万元，此时锰铁锂单吨毛利较铁锂高52%。长期来看，随着锰铁锂逐步量产，正极材料厂商竞争加剧，锰铁锂价格存在下降可能。根据测算，价格从较铁锂高10%下降到高5%，单吨毛利仍高出8%，说明其利润可观。目前下游电池厂商掌握绝对话语权，磷酸铁锂赛道毛利触底，锰铁锂能够在磷酸铁锂基础上实现单吨毛利提升，驱动正极材料厂商转型升级。 表5.正极厂商单吨毛利测算 从电池厂商角度看来，锰铁锂单瓦时正极材料成本与电芯成本均有所下降，竞争加剧下极高性价比成为其核心优势。具体如下： 单kWh电芯成本下降2%。根据2023年12月11日-15日周均价（碳酸锂价格11万左右），NCM523/NCM811/磷酸铁锂/磷酸锰铁锂电芯单kWh成本分别为470/508/367/358元，锰铁锂电芯单kWh成本较铁锂成本下降2%。 单kWh正极材料成本下降13%。结合正极材料单吨成本和能量密度参数可以测算出，NCM523/NCM811/磷酸铁锂/磷酸锰铁锂正极材料单kWh成本分别为587/583/238/211元，锰铁锂正极材料单kWh成本较铁锂成本降低13%。 表6.电芯单kWh成本测算 表7.正极材料单kWh成本测算 1.4挑战：改性成为产业化的关键一环 锰铁锂材料难点增加技术门槛。主要包括：①锰元素导电性能较差，导电率较低，对电池寿命和稳定性带来影响；②锰溶出会降低电池循环寿命及循环稳定性；③充放电曲线均有两个电压平台，3.5 V附近的平台为Fe2+转化为Fe3+，而LiMn0.4Fe0.6PO4/C在4.0 V的高电位平台能够有效提高该类材料的能量密度。 锰铁充放电电压不同导致LMFP出现双电压平台，增加后期电池管理系统（BMS）管理难度。 图4.磷酸锰铁锂双电压平台 改性成为产业化的关键一环。为实现产业化，正极材料厂商和电池厂商纷纷提出改性方案，具体如下： 纳米化：纳米化指通过机械球磨、控制煅烧温度、采用超导粒子作为核促进剂等多种方式将材料尺寸缩小至纳米级颗粒。纳米化颗粒可以缩短锂离子扩散路径，提高锂离子迁移效率，降低电极极化，从而改善倍率性能核低温性能。同时，提升材料比表面积，提升电子导电性。 碳包覆：导电材料包覆在磷酸锰铁锂表面能够改善材料的导电新能，避免颗粒团聚、提升均一性、改善倍率性能。同时，表面包覆后能够一定程度上抑制锰离子溶出，从而改善材料的循环寿命。 掺杂：离子掺杂是从晶格内部改变材料的导电性和离子扩散性能，掺杂离子可使晶格产生缺陷，同时可抑制姜泰勒效应，从而提高材料性能。 与三元复用：LMFP与三元材料进行复合包覆，能够提升材料的比容量、低温容量保持率、压实密度等。目前主流方案为三元与锰铁锂比例为6/4、7/3，主要系磷酸锰铁锂纯用时，锰比例过高材料导电性下降，锰溶出问题突出。 图5.德方纳米锰铁锂与三元复用解决方案 2发展趋势：降本空间显著，2025年全球锰铁锂需求有望超20万吨 2.1发展路径：降本空间显著，成本因素驱动锰铁锂从混用向纯用过渡 成本因素决定混用仅为过渡方案，纯用有望替代混用成为未来主要应用方案。目前市场主流方案为三元材料与锰铁锂混用，混用比例为70%/60%。当复合材料为NCM523时，正极材料单千克成本分别为114/105元，高于纯用123%/105%，单kWh电芯成本分别为436/425元，高于纯用22%/19%。当复合材料为NCM811时，正极材料单千克成本分别为134/122元，高于纯用163%/139%，单kWh电芯成本分别为463/448元，高于纯用29%/25%，与纯用方案成本相差较大。 量产后规模效应凸显，材料进一步降本。目前锰铁锂尚处于初期阶段，随着锰铁锂发展，产量与产能利用率均将显著提升，规模效应凸显，良率提升，成本有望继续下降。 表8.纯用与混用方案正极材料单kg成本对比 表9.纯用与混用方案电芯单kWh成本对比 2.2市场空间：预计2025年中国锰铁锂需求超20万吨 磷酸锰铁锂未来增量空间主要集中在新能源汽车动力电池市场中。短期来看，特斯拉、奇瑞等头部车企逐步发挥示范作用，锰铁锂有望进入部分中端车型，迎来放量。中期来看，锰铁锂向纯用方案演进，凭借成本优势，更加有望代替动力电池市场中镍（5系、6系）三元材料和部分铁锂。长期来看，锰铁锂具有更优的低温特性，德方等领先正极材料厂商已开启循环寿命更优的第二代锰铁锂产品开发，LMFP电池有望在储能市场渗透。 2025年中国市场磷酸锰铁锂出货量有望超20万吨。根据GGII，2022年中国磷酸锰铁锂出货量仅为2000吨，主要应用于电动二轮车领域，2023年主要放量来自于三元与锰铁锂的混用方案上车，随着头部电池企业研发加快及下游电动车销量持续增加，2025年中国磷酸锰铁锂正极材料出货量有望超20万吨，市场规模有望超100亿元。 图6.2022-2030E全球及中国新能源汽车销量预测（万图7.2022-2025E中国磷酸锰铁锂需求预测（万吨） 3产业链：下游车企加速锰铁锂落地，龙头正极/电池厂商率先受益 3.1产业链：下游车企驱动锰铁锂放量，中游正极/电池厂商纷纷布局 锰铁锂放量，上游锰源受益，中游正极材料厂商纷纷扩产，电池厂商纷纷布局。 具体如下： 上游：对比LFP，LMFP增加锰元素，锂电池中锰源一般为二氧化锰或者硫酸锰。锰源企业主要有埃索凯、格林美等。 中游：主要包括正极材料厂商和电池厂商，其中正极材料厂商可分为铁锂厂商和三元厂商。正极材料厂商中，铁锂厂商产能一般为锰铁锂与铁