磷酸鐵鋰正極材料大戰(zhàn)開啟，德方納米能撐起百倍估值么？（上）
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德方納米于2019年4月上市，漲停板64.32元，2019年11月1日跌至44.14元，2021年9月24日最高漲至553.1元。 10月12日下跌9.72%，收于425.19元，兩年內(nèi)上漲近10倍。滾動市盈率（分母為當(dāng)前四季度凈利潤）達(dá)到334.43，動態(tài)市盈率（分母為預(yù)期凈利潤）達(dá)到334.43。 140.4。
今年以來，富林精工、德方納米、湖南豫能等原磷酸鐵鋰企業(yè)紛紛增加產(chǎn)能。此外，中國原子能鈦白粉等傳統(tǒng)化工企業(yè)和湖南方盛實業(yè)等房地產(chǎn)企業(yè)也在進(jìn)行大規(guī)�？缃鐢U張，紛紛公布了磷酸鐵鋰的投資計劃。完善新能源材料供應(yīng)鏈。隨著磷酸鐵鋰正極材料之戰(zhàn)的打響，行業(yè)競爭日趨激烈，尤其是其最大客戶寧德時代的進(jìn)入，但德方納米還能支撐100倍的估值嗎？
圖1：德國納米股價走勢圖
來源：選擇
1. 德方納米是一家僅采用液相法生產(chǎn)磷酸鐵鋰正極材料的領(lǐng)先公司。
1、核心業(yè)務(wù)為磷酸鐵納米鋰正極材料
深圳市德方納米科技股份有限公司成立于2007年1月，是一家專業(yè)從事納米級鋰離子電池核心材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國家高新技術(shù)企業(yè)、上市公司（股票代碼：300769） 。公司主營業(yè)務(wù)為納米磷酸鐵鋰材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要應(yīng)用于新能源汽車、儲能系統(tǒng)和3C電子產(chǎn)品（2018年動力電池客戶實現(xiàn)銷售額（占88.17%）合計）蓄電池客戶占比88.17%，銷售收入占比11.43%，其他蓄電池客戶占比0.4%）。 2021年?*肽輳路僥擅紫哿姿崽?.11萬噸，較上年增長191.87%，銷量超過去年全年銷量，實現(xiàn)全年營業(yè)利潤12.75億元。納米磷酸鐵鋰銷售額較上年增長257.69%，其中銷售額12.46億，增長263.69%，占主營業(yè)務(wù)收入的99.9%，主營業(yè)務(wù)毛利率21.66%，位居第一。銷量第一。Ta。歸屬于上市公司股東的凈利潤13,510.34萬元，同比增長10.77個百分點，同比由虧損轉(zhuǎn)為盈余。
圖2：德方納米主要產(chǎn)品納米磷酸鐵鋰
資料來源：德國Nano 招股說明書
表1：德方納米主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
資料來源：德方納米2020年財務(wù)報告
2、股權(quán)結(jié)構(gòu)相對集中，多只基金輕倉。
公司股份相對集中，截至21季度末實際控制人合計持股37.75%。實際控制人季學(xué)文、孔令勇、趙旭、王晨、王約瑟夫遠(yuǎn)征直接持有合計37.75%的股份，股權(quán)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，并非私營公司。
2019年4月發(fā)行上市前，季學(xué)文先生直接持有公司27.05%的股份，孔令勇先生直接持有公司21.53%的股份，通過潤德億直接及間接持有公司股份0.44%。 %間接。合計持有公司21.97%的股份，王云石直接持有公司10.08%的股份，3人合計持有公司59.09%的股份。本次發(fā)行后，季學(xué)文持股20.28%，孔令勇持股16.47%，王允石持股7.56%。三人直接或間接持有公司44.31%的股份。王允石去世后，其配偶趙旭繼承了5.04%，兒子王約瑟夫元成和女兒王成各繼承了1.26%。由于實際控制人資本因2020年12月發(fā)行新股而被稀釋，實際控制人資本要到2022年4月15日才會募集。
圖3：德方納米股權(quán)結(jié)構(gòu)（截至21Q2末）
資料來源：德方納米財報、公司公告
許多基金持有少量倉位。 2021年第二季度，共有153只基金持股11%，持股比例最高的基金占總資本的0.49%。 2021年一季度，共有10只基金持有該股6.9%。基金最高持倉為2%，2020年Q4共有130只基金持股17.89%，基金最高持倉為1.92%，2020年Q3共有13只基金持股6.04%，基金最高倉位為2.92%，而2020年Q2共有89只基金持倉11.06%，基金最高倉位為0.91%。多只基金持倉，表明雖然看好基金未來軌跡，但對個股估值存在疑慮，并未有意重倉。
表2：德國納米機構(gòu)所持職位（截至2021年第二季度末）
來源：選擇
管理者既有創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗又有技術(shù)經(jīng)驗。季學(xué)文先生擁有豐富的創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗，曾聯(lián)合創(chuàng)辦了生產(chǎn)控制板的拓邦電子公司，并獨立創(chuàng)辦了深圳市達(dá)維萊實業(yè)有限公司。孔令勇先生曾任深圳納港股份有限公司副總工程師。多年從事納米材料研究、開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，是公司核心技術(shù)人員。
3、德國Nano連接優(yōu)質(zhì)客戶，產(chǎn)能穩(wěn)步擴大
2007年，離職創(chuàng)業(yè)的深圳納米港有限公司副總工程師孔令勇先生、深圳納米港有限公司總經(jīng)理王云石先生、季學(xué)文先生，拓邦電子有限公司創(chuàng)始人，創(chuàng)立德方納米，共同創(chuàng)辦前身德方股份有限公司。德意志公司成立時主要研究納米材料的制備工藝，如納米粉體、納米氧化鋁的生產(chǎn)以及其他納米技術(shù)的應(yīng)用和納米技術(shù)材料的合成。自2008年以來，該公司一直嘗試將納米技術(shù)應(yīng)用于磷酸鐵鋰的合成。該公司研發(fā)團隊通過一次偶然的實驗發(fā)現(xiàn)了自熱蒸發(fā)液相合成。為了提高納米磷酸鐵鋰的一致性和導(dǎo)電性，該公司發(fā)明了不連續(xù)石墨烯涂層技術(shù)。 2009年我國磷酸鐵鋰產(chǎn)量為600噸。德國納米磷酸鐵鋰產(chǎn)品性能已通過國家863計劃電動汽車動力電池實驗室評價測試，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到世界頂尖水平，我們已開始提供納米管。液體去比亞迪。磷酸鐵鋰于2010年開始量產(chǎn)，產(chǎn)能超過500噸/年。
德國早年在研發(fā)方面投入巨資，導(dǎo)致建國最初幾年出現(xiàn)赤字。在新能源汽車行業(yè)不斷進(jìn)步的背景下，正是因為這份堅韌，德方納米以卓越的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)贏得了寧德時代等下游客戶的高度贊譽。 2011年，我國磷酸鐵鋰產(chǎn)量達(dá)到2300噸。為了穩(wěn)定供應(yīng)鋰離子電池材料，寧德時代于2011年8月與德國Nanotech公司簽訂了為期三年的合同號《采購合同》。 2013年納米磷酸鐵鋰產(chǎn)量413.25噸，銷量343.69噸，收入2951.53萬元；碳納米管導(dǎo)電液產(chǎn)量87.96噸，銷量85.11噸，收入收入為488.9萬元，為原始收入。公司營業(yè)利潤-1046萬元，凈利潤-288.1萬元。排名前五位的客戶分別是比亞迪、寧德新能源、上海朗德主動動力電池、山東威能環(huán)保動力科技有限公司、江門朗達(dá)鋰電池有限公司，合計占據(jù)德納納很大一部分份額。收入，占比52.41%。
2014年，我國主要廠家磷酸鐵鋰產(chǎn)量達(dá)到1.5萬噸，較2013年增長100%以上。德國納米磷酸鐵鋰產(chǎn)量1048.84噸，銷量1067.75噸，同比增長210.67%，營收實現(xiàn)8713.16萬元，碳納米管導(dǎo)電液產(chǎn)量769.18噸，銷量661.98噸，營收為4179.9萬元。公司營業(yè)利潤1430萬元，凈利潤1200萬元。 2014年9月，德方納米與寧德時代繼續(xù)簽訂《采購合同》的三年期合同，2014年10月17日，德方納米申請在新三板掛牌。 2015年，寧德時代超越比亞迪成為Nano第一大客戶，占Nano當(dāng)年營收的50.35%。前五名客戶合計占德國納米營收的90.61%。 2016年2月1日，德方納米與華泰共同簽署IPO輔導(dǎo)協(xié)議，三個月后輔導(dǎo)完成。 2016年8月，Nanotech與CATL修改了原協(xié)議，重新簽署為《框架采購合同》，有效期至2019年7月31日。 2016年9月，德方納米IPO申請獲得證監(jiān)會受理。
2019年4月15日，德方納米在深交所創(chuàng)業(yè)板成功上市，募集資金投資佛山德方納米年產(chǎn)1.5萬噸磷酸鐵鋰項目。 2019年5月11日，德方納米與CATL簽訂合同《合資經(jīng)營協(xié)議》，擬引入CATL作為其子公司曲靖林鐵的股東，進(jìn)一步深化長期合作。項目一期計劃年產(chǎn)1萬噸磷酸鐵鋰，一期建成后，雙方將進(jìn)一步協(xié)商新增產(chǎn)能。 2021年1月，戴文納米、寧德時代與江安縣人民政府簽署《江安縣年產(chǎn)8萬噸磷酸鐵鋰項目投資協(xié)議書》號協(xié)議（以下簡稱《投資協(xié)議》），就投資建設(shè)“年產(chǎn)8萬噸磷酸鐵鋰項目”達(dá)成一致。 “四川省宜賓市江安縣”。
2021年3月，德方納米與億緯鋰能簽署緊密合作成立合資公司，總投資20億元，建設(shè)年產(chǎn)10萬噸高品質(zhì)磷酸鐵鋰材料產(chǎn)能。該金額預(yù)計將在協(xié)議生效后12 個月內(nèi)達(dá)到。同時，為了專注于核心業(yè)務(wù)，增強公司競爭力，優(yōu)化利潤結(jié)構(gòu)，德方納米將其與碳納米管導(dǎo)電液業(yè)務(wù)相關(guān)的固定資產(chǎn)、存貨及無形資產(chǎn)出售給曲靖飛墨科技。有限公司。 9月4日，德國納諾宣布擬在曲靖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)新建年產(chǎn)10萬噸磷酸鹽正極材料生產(chǎn)基地項目，總投資超20億元。 3月份與曲靖經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)政府簽署的初始協(xié)議《年產(chǎn)15萬噸磷酸鐵鋰生產(chǎn)基地項目投資協(xié)議》基礎(chǔ)上的投資項目將調(diào)整為年產(chǎn)10萬噸磷酸鐵鋰生產(chǎn)基地項目，其余規(guī)劃項目也將調(diào)整為年產(chǎn)10萬噸磷酸鐵鋰生產(chǎn)基地項目。預(yù)計年生產(chǎn)能力10萬噸。 5萬噸磷酸鐵鋰生產(chǎn)項目將統(tǒng)籌作為年產(chǎn)5萬噸新型磷酸鹽正極材料生產(chǎn)項目，納入本協(xié)議項下項目。戴文納米已與曲靖市沾益區(qū)人民政府達(dá)成初步合作協(xié)議，并計劃簽訂合作框架協(xié)議，將參與曲靖市新建的“年產(chǎn)20萬噸磷酸鐵鋰前驅(qū)體項目”。我正在計劃一項投資。曲靖市工業(yè)園項目總投資約8億元。
圖4：德國納米磷酸亞鐵產(chǎn)能（萬噸）
資料來源：德方納米招股書、財報、公司公告
截至2021年?*肽輳路僥擅子滌蟹鶘降路�、曲靖德方、曲靖林钢三哥Y�，其中幅柦德份^鐘脅?萬噸/年，曲靖德方現(xiàn)有產(chǎn)能7萬噸/年。曲靖林鋼鐵現(xiàn)有產(chǎn)能2萬噸/年，合計12萬噸/年。正在建設(shè)中的德芳一維項目10萬噸產(chǎn)能和宜賓德芳時代項目8萬噸產(chǎn)能預(yù)計將于2022年?*肽甏鋝?
4、德國Nano卷土重來，2018年成為磷酸鐵鋰正極材料領(lǐng)頭羊
2014年至2016年，青海泰豐先賢在CATL供應(yīng)鏈體系中的銷量超過了德方納米的銷量。這意味著北大先賢的磷酸鐵鋰是寧德時代磷酸鐵鋰正極材料第一供應(yīng)商。 2017年，富臨精密年報中列出的磷酸鐵鋰主要競爭對手為臺灣力凱、美國威朗斯、卓能材料、貝特瑞、北大先賢、安達(dá)科技。 2018年，與沃特瑪關(guān)系密切的盛華科技、與比亞迪、國軒高科關(guān)系密切的安達(dá)科技均遭遇重大挫折，而杭州金馬、河南朗泰、臺灣力凱等則被卷入其中。鐵鋰生產(chǎn)退出。年內(nèi)市場。在此期間，戴文納米憑借其龐大的客戶和技術(shù)優(yōu)勢，在寧德時代供應(yīng)體系中占據(jù)領(lǐng)先地位（2017年寧德時代正極采購比例增加，2018年有限產(chǎn)能比例下降），他上臺并成立鋰鐵。磷酸鹽在正極材料行業(yè)處于領(lǐng)先地位。 2018年至2020年，富臨精密年報列出的磷酸鐵鋰主要競爭對手為德方納米、貝特瑞、北大先賢、安達(dá)科技。 2018年至2020年，德方納米納米磷酸鐵鋰銷量分別為1.68萬噸、2.34萬噸、3.07萬噸，年均增長率達(dá)35.18%，從出貨量計算，公司磷酸鐵鋰國內(nèi)銷量磷酸鹽市場份額分別為28.77%、26.59%、24.76%，2018-2019年排名第一，2020年排名第二。
圖5：德國納米市場份額
資料來源：GGII、德國納米招股說明書、財務(wù)報告、公司公告
5、磷酸鐵鋰正極材料價格與原材料價格掛鉤
磷酸鐵鋰產(chǎn)品價格主要根據(jù)原材料價格波動確定。價格由與客戶協(xié)商確定。通常是根據(jù)主要原材料碳酸鋰和磷酸鐵的價格來確定。整體價格受原材料價格波動影響。材料價格。這也意味著原材料價格上漲對正極材料企業(yè)有利。 CATL采用官方價格，碳酸鋰參考上海非鐵網(wǎng)價格。此外，德方納米向?qū)幍聲r代提供的產(chǎn)品價格低于其他客戶的銷售價格和磷酸鐵鋰市場平均價格，且年度價格下降幅度接近寧德時代的單價下降幅度。動力電池系統(tǒng)。
表3：德國Nano主要成本結(jié)構(gòu)
資料來源：德國Nano 招股說明書
圖6：磷酸鐵鋰、碳酸鋰、磷酸鐵鋰市場價格（萬元）
來源：湖南豫能招股書
圖7：德國納米磷酸鐵鋰平均售價（萬元）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
圖8：德方納米前5名客戶收入占比（%）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
德國納米的客戶集中度非常高。戴文納米高度依賴其最大客戶寧德時代，自2016年以來，寧德時代的收入占其收入的60%以上，來自其前五名客戶的收入也占其總收入的90%以上。公司在寧德時代的市場份額下降可能會大幅減少其收入。
銷售收入具有一定的季節(jié)性。從國際市場來看，每年四季度是銷售淡季，主要是海外客戶臨近年底開始調(diào)整生產(chǎn)計劃、清理庫存，但從國內(nèi)市場來看，1月份是淡季用于銷售。每年2月至2月為銷售淡季，主要是年末客戶及時調(diào)整營銷計劃以及春節(jié)假期的影響。
六、德方納米主要財務(wù)指標(biāo)
剔除產(chǎn)能和疫情影響，德納米營業(yè)利潤保持增長趨勢。在比亞迪和寧德時代的帶動下，德納2014年營收增長269.87%，營業(yè)利潤由負(fù)轉(zhuǎn)正。 2017年，由于新能源汽車補貼偏向高能量密度三元電池，中國磷酸鐵鋰材料出貨量增長停滯，但德國Nanotechnology AG成交量價齊升，寧德時代采購量占比上升，銷量持平，增長增長52.2%，營業(yè)利潤增長34.26%。 2018年營收增長23.29%，成為國內(nèi)磷酸鐵鋰龍頭，營業(yè)利潤增長5.92%。不過，雖然2019年磷酸鐵鋰銷量增長39.02%，但由于產(chǎn)能限制，出貨份額下降（德納納米產(chǎn)能利用率達(dá)到94.42%）（見圖5），出貨量減少。受銷售價格影響，磷酸鐵鋰業(yè)務(wù)營收略有下降，但總營收不變，營業(yè)利潤增長3.82%。 2020年，受新冠病毒感染疫情影響，磷酸鐵鋰銷售價格大幅下降，德納納銷售收入下降10.62%，營業(yè)利潤七年來首次再次出現(xiàn)負(fù)值。 2021年?*肽輳芤嬗諏姿崽盎吭黽雍痛⒛芊⒄梗路僥擅子脹仍齔?57.69%，營業(yè)利潤同比增長1412.35% 。
圖9：德國納米營業(yè)利潤及營業(yè)收入（億元）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
圖10：德國納米磷酸鐵鋰銷量及營收
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
德國Nano的毛利率相對穩(wěn)定。 2015年，寧德時代成為德運納米最大客戶，由于德運納米向?qū)幍聲r代的銷售價格低于市場均價，導(dǎo)致德運納米除2020年外的2018年毛利率持續(xù)下滑至19.77%。我做到了。 2017年受疫情影響，毛利率穩(wěn)定在20%左右。營業(yè)利潤率和凈利潤率根據(jù)毛利率而波動，但毛利率比毛利率低約10個百分點。
圖11：德國納米毛利率和凈利潤率（%）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
在German Nano，直接材料占成本變化的大部分。直接材料在德國納米主要運營成本中占比較高，2016年以來超過70%。制造成本主要由能源消耗和設(shè)備折舊費用組成，其中能源約占10%，且隨著設(shè)備利用率的提高，設(shè)備折舊費用所占比重下降。人員成本占比較低，約為4%。
圖12：德國納米成本結(jié)構(gòu)（%）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
圖13：期內(nèi)德國納米費用率（%）
資料來源：德國Nano招股說明書、財務(wù)報告
注：2013年至2015年管理費用率按初始管理費用減去研發(fā)費用計算。
德國Nano的銷售費用和財務(wù)費用率相對較低�；诠敬罂蛻翡N售策略和深度合作的直銷模式，德方納米在長期的合作過程中與大部分藍(lán)籌客戶形成了穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，形成了一定的品牌效應(yīng)。是。公司的銷售費用相對較低。銷售費用主要包括運輸費用和保險費，其隨著產(chǎn)品銷售而增加。德方納米的財務(wù)費用率較低，因為其帶息債務(wù)較低，主要由應(yīng)付票據(jù)、應(yīng)付賬款和合同債務(wù)組成。管理費用主要包括員工薪酬和股權(quán)激勵，波動性較大。
德方納米認(rèn)為，研發(fā)創(chuàng)新是保持核心競爭力和市場領(lǐng)先地位的關(guān)鍵驅(qū)動力。德方納米始終高度重視研發(fā)投入，將技術(shù)創(chuàng)新作為鞏固公司領(lǐng)先地位的重要戰(zhàn)略，并持續(xù)加大研發(fā)投入，持續(xù)引進(jìn)高端人才，持續(xù)加大研發(fā)力度，持續(xù)提高研發(fā)投入。我們團隊的水平并不斷提高。一個公司的創(chuàng)新能力。研發(fā)投入重點關(guān)注提高現(xiàn)有產(chǎn)品性能、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、降低生產(chǎn)成本，同時加強新產(chǎn)品開發(fā)和前瞻性技術(shù)研究力度，擴大產(chǎn)品類型，提供產(chǎn)品支撐。公司的長遠(yuǎn)發(fā)展。研發(fā)費用率長期超過4%，2020年達(dá)到5.47%。截至2021年9月，德方納米已累計申請專利135項，其中發(fā)明專利125項，實用新型專利10項；累計授權(quán)專利56項，其中發(fā)明專利50項，實用新型專利6項，正在取得中。自主研發(fā)的“納米磷酸鐵鋰自熱蒸發(fā)液相合成技術(shù)”被國家納米科學(xué)中心組織的專家組（組長：史昌旭，學(xué)士）認(rèn)定達(dá)到國際頂尖水平。
2、鋰離子正極材料制造工藝及成本比較
1、正極材料的制造工藝
正極材料的微觀結(jié)構(gòu)、顆粒形貌和電化學(xué)性能與材料制備方法密切相關(guān)。目前，常規(guī)的正極材料生產(chǎn)方法包括固相反應(yīng)法和液相合成法，其中固相法是目前最成熟、最常用的方法。固相反應(yīng)法的實例包括高溫固相反應(yīng)法、碳熱還原法、噴霧熱解法和微波合成法。液相法可分為水熱/溶劑熱法、溶膠-凝膠法、共沉淀法等。其中，高溫固相反應(yīng)法是最常用、最成熟的合成方法。碳熱還原（CTR）合成是一種操作簡便、原料成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)的合成方法，并且與固相法一樣經(jīng)過反復(fù)改進(jìn)。
綜合考慮產(chǎn)品純度、物相、粒度分布、比表面積、表面狀況、合成工藝本身的原料、工藝復(fù)雜程度、環(huán)境影響等，目前主要有3條合成路線。磷酸鐵前驅(qū)體固相法（湖南豫能、湖北萬潤、國軒高科、龍蟠科技、安達(dá)科技等）、草酸亞鐵固相法（具體為升華法）、液相法（德方納米）是一種自熱法氣化納米合成磷酸鐵鋰的方法（北京大學(xué)是傳統(tǒng)液相法的先驅(qū)）。工業(yè)上三元正極材料的主流制造技術(shù)是兩步法，首先通過共沉淀法生產(chǎn)氫氧化物前驅(qū)體，然后與碳酸鋰混合并煅燒。
表4：正極材料制造方法比較
表5：磷酸鐵前驅(qū)體固相法主要生產(chǎn)商
來源：中國電池工業(yè)協(xié)會大數(shù)據(jù)中心
方法一：固相反應(yīng)法
(1)高溫固相反應(yīng)法
高溫固相法是制備金屬氧化物最常用的方法。所謂固相法一般是指以固體化合物為原料，按化學(xué)計量比均勻混合，在一定氣氛和溫度下焙燒一定時間，得到所需樣品的方法。其中，原料混合均勻度、焙燒時間、升降溫速率、氣氛、溫度穩(wěn)定性等因素決定了產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能。固相合成材料具有所需設(shè)備少、工藝簡單、易操作、技術(shù)成熟、成本低、產(chǎn)量高的特點。使用該方法的最大缺點是材料質(zhì)量，如材料顆粒形貌、成分、尺寸等難以控制，從而降低了電化學(xué)性能的一致性、穩(wěn)定性和再現(xiàn)性。
(2)碳熱還原法
碳熱還原法是在原料混合物中添加碳源（淀粉、蔗糖等）作為還原劑的方法，通常與高溫固相法配合使用，使Fe3+被碳源還原。高溫煅燒時產(chǎn)生Fe2+，反應(yīng)過程中避免了Fe2+變成Fe3+，使得合成工藝更加合理，但反應(yīng)時間相對較長，產(chǎn)品一致性所需的控制條件也越嚴(yán)格，所制備的LiFePO4變得更細(xì)。顆粒尺寸和優(yōu)異的電化學(xué)性能。
(3)微波合成法
微波加熱過程是物體吸收電磁能時發(fā)生的自加熱過程。該方法以Li2CO3、草酸亞鐵(FeC2O4·H2O) 和磷酸氫二胺為原料，在微波中合成LiFePO4。微波合成法的優(yōu)點是加熱時間短、熱能利用率高、加熱溫度均勻、反應(yīng)速率快。缺點是批量生產(chǎn)有一定的困難。
方法2：液相法
水熱法是一種比較流行的液相合成方法。原料在密閉壓力容器中，以水為溶劑，在高溫高壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到納米前驅(qū)體，最后經(jīng)高溫?zé)傻玫秸龢O材料的過程。水熱法生產(chǎn)磷酸鐵鋰具有晶形和粒徑容易控制、物相均勻、粉末粒徑小、工藝簡單等優(yōu)點，但需要高溫高壓設(shè)備，必要、昂貴、制造成本昂貴。復(fù)雜的過程。水熱法生產(chǎn)的三元原料顆粒均勻，結(jié)晶度高，反應(yīng)過程易于控制，生產(chǎn)成本低。但水熱反應(yīng)器價格昂貴，制造過程安全性較差，工業(yè)化程度仍較低。
溶膠-凝膠法以金屬有機鹽或無機鹽溶液為原料，在絡(luò)合劑的作用下，發(fā)生水解、縮合等反應(yīng)，形成亞穩(wěn)態(tài)溶膠體系，在隨時間變化等條件下，固體顆粒的位置發(fā)生變化。將會發(fā)生變化。溶膠形成的干凝膠是相對固定的，將凝膠干燥并除去溶劑，得到空間結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、金屬離子分布均勻的干凝膠，通過加熱除去干凝膠體系中殘留的有機雜質(zhì)，即可得到所需的干凝膠。經(jīng)熱處理完成所需產(chǎn)品。這樣生產(chǎn)的產(chǎn)品具有化學(xué)成分均勻、純度高、粒度分布窄而均勻、熱處理溫度低、化學(xué)計量比控制精確等優(yōu)點。但顯然該方法存在產(chǎn)品形狀難以控制、成本高、操作復(fù)雜、難以工業(yè)化等缺點。該方法目前僅限于實驗室研究。
噴霧干燥法是將可溶性金屬鹽的混合物在干燥室中噴霧形成小液滴，使液滴與霧化的熱空氣接觸而得到干燥產(chǎn)品的方法，經(jīng)過以下步驟。蒸發(fā)法、沉淀法、分解法和燒結(jié)法。該方法具有原料粉體團聚少、形貌良好且均勻、單體顆粒分散性好、振實密度高的優(yōu)點。噴霧干燥因其自動化程度高、制備周期短、不產(chǎn)生工業(yè)廢水等優(yōu)點被認(rèn)為是一種具有廣泛應(yīng)用潛力的三元材料生產(chǎn)方法。噴霧熱解法制備的前驅(qū)體液滴球形度高、粒徑分布均勻，高溫反應(yīng)后可得到準(zhǔn)球形磷酸鐵鋰。球化磷酸鐵鋰增加了材料的比表面積，提高了材料的體積比能。
共沉淀法一般以一種或多種金屬離子的鹽溶液為原料，在沉淀劑和絡(luò)合劑的作用下，通過并流反應(yīng)生成沉淀物，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥等過程，得到產(chǎn)物或前體。獲得。正極材料是將鋰鹽固相混合并在一定溫度和氣氛下燒制一定時間而得到的。共沉淀法具有反應(yīng)測量準(zhǔn)確、反應(yīng)溫度低、操作簡單、條件容易控制、重現(xiàn)性好、電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，已用于該材料的商業(yè)化合成，這是最重要的方法。然而，在共沉淀過程中，反應(yīng)物的濃度、溫度、pH值、加料速率和攪拌速率決定了材料的粒徑、元素分布、晶體形狀和其他物理參數(shù)。因此，必須嚴(yán)格控制每個工藝參數(shù)。
2、磷酸鐵鋰正極材料高溫固相合成工藝
高溫固相反應(yīng)法生產(chǎn)磷酸鐵鋰是目前最成熟、應(yīng)用最廣泛的方法，截至2021年6月占總產(chǎn)能的75%。燒結(jié)是高溫固相反應(yīng)法中重要的制造工藝。干燥后的物料放入窯內(nèi)，通電經(jīng)過加熱（3-10小時，100-700）、高溫（15-30小時，700-1000）和冷卻區(qū)（5-15小時，1000-700） ).馬蘇。 100，冷卻區(qū)采用循環(huán)水冷卻）。窯爐采用氣氛保護，采用氮氣作為保護氣體。氮氣不斷地送入窯內(nèi)，并不斷地排出。氮氣通過進(jìn)氣口進(jìn)入窯爐，通過排氣煙囪排出。窯爐的其余部分被密封，以防止其他外部氣體進(jìn)入。材料（磷酸鐵鋰）在窯尾收集以完成燒結(jié)過程。該反應(yīng)方法需要多種原料，因此原料混合均勻很重要。高溫固相法合成磷酸鐵鋰工藝簡單，制備條件易于控制，但存在晶粒尺寸大、粒徑難以控制、分布不均勻、形貌不規(guī)則、產(chǎn)量低等問題。具有速度特性低的缺點。
固相合成中常用的鐵源包括草酸亞鐵、氧化鐵和磷酸鐵，常見的鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰和醋酸鋰。二氫銨是常見的磷源。磷酸鹽、磷酸氫二銨等草酸亞鐵工藝混合、包覆均勻較困難，需要特殊的控制手段和方法，但該工藝相對傳統(tǒng)、成熟，產(chǎn)能和生產(chǎn)率較好，率先實現(xiàn)工業(yè)化和規(guī)�；�。鐵紅法和磷酸鐵法的合成路線較短，易于均勻應(yīng)用和混合，成本較低，但產(chǎn)能較低，且三價鐵不完整，或存在部分過度還原的風(fēng)險。碳熱還原法通常采用廉價的三價鐵源，將前驅(qū)體與有機物（葡萄糖、蔗糖、淀粉等）或炭黑均勻混合，在高溫下還原有機物或炭黑，利用其特點。使用條件將三種成分結(jié)合，將一價鐵還原為二價鐵，熱解碳充當(dāng)導(dǎo)體并涂覆磷酸鐵鋰。
湖南豫能利用磷渣生產(chǎn)磷酸鐵。這避免了傳統(tǒng)生產(chǎn)的磷酸鐵前驅(qū)體在合成磷酸鐵鋰時雜質(zhì)含量高、活性低的問題。所生產(chǎn)的磷酸鐵原料一次粒徑小、比表面積大、活性好，可以生產(chǎn)性能更好的磷酸鐵鋰。由于磷酸鐵擴產(chǎn)難度較大，因此對于降低生產(chǎn)成本、確保原材料是有效的。湖南豫能磷酸鐵鋰采用高溫固相法，生產(chǎn)1噸湖南豫能磷酸鐵鋰正極材料需要碳酸鋰0.25噸、磷酸鐵0.96噸（硫酸亞鐵2.304噸，相當(dāng)于0.24噸磷酸鐵）。硫酸亞鐵）磷酸，2.4噸40%磷酸）。
圖14：湖南豫能磷酸鐵生產(chǎn)工藝流程
來源：湖南豫能招股書
表6：湖南豫能磷酸鐵主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)
來源：湖南豫能招股書
表7：湖南豫能磷酸鐵前驅(qū)體原料及輔助原料組成
資料來源：廣西云能年產(chǎn)1.3萬噸納米級磷酸鐵鋰生產(chǎn)項目環(huán)境影響評價報告
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圖15：湖南豫能磷酸鐵前驅(qū)體制備磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝
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表8：湖南豫能磷酸鐵鋰主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)
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(1)將配料混合。檢測并保存后，按配方稱取所需重量的磷酸鐵、碳酸鋰、葡萄糖、導(dǎo)電石墨、去離子水。
(2)磨削。這些材料采用濕法混合。將磷酸鐵、碳酸鋰、葡萄糖、去離子水、導(dǎo)電石墨按固定比例通過自動輸送管投入混合機中，然后在球磨機中研磨混合，使物料粒徑達(dá)到50目以下。 運輸。將其放入砂磨機中進(jìn)行粉碎，將物料粒度降至100目以下。在制造過程中，攪拌機和砂磨機必須用冰水冷卻，以保持原料處于低溫。
(3)噴霧干燥。經(jīng)天然氣直燃熱風(fēng)爐過濾和加熱的空氣進(jìn)入干燥機頂部的空氣分配器，熱空氣均勻螺旋進(jìn)入干燥室，溫度達(dá)到320。液體物料通過塔頂?shù)母咚匐x心霧化器，在霧化器中被霧化（旋轉(zhuǎn)）成極細(xì)的霧化液滴，并在極短的時間內(nèi)與熱空氣接觸干燥成半成品。并流中。
(4)氣流粉碎。在流化床氣流磨中，壓縮空氣經(jīng)研磨室內(nèi)的四個陣風(fēng)噴嘴加速形成超音速氣流，在研磨區(qū)域，被超音速氣流加速的原料顆粒在噴射氣流的交匯處相遇并形成一點，碰撞。他們互相撞碎。粉碎后的物料被上升氣流送到分級區(qū)，分級車高速旋轉(zhuǎn)，分選后的細(xì)粉被氣流攜帶，送到旋風(fēng)除塵器和布袋除塵器收集。如果未達(dá)到細(xì)度，則返回研磨區(qū)繼續(xù)研磨。
(5)燒結(jié)。對于真空供應(yīng)，產(chǎn)品在封閉的輥道窯中燒結(jié)，但首先將每個溫區(qū)的燒結(jié)溫度設(shè)置在500至700之間，具體取決于燒結(jié)工藝的要求（本項目輥道窯采用電加熱），然后是一個石墨匣缽，將材料送入并放置在其中。隨著滾筒輸送機的旋轉(zhuǎn)，匣缽在滾筒輸送機上向前移動，同時完成燒結(jié)。在燒結(jié)階段，需要將三價鐵還原為二價鐵，因此將氮氣發(fā)生器制備的高純氮氣流入燒結(jié)爐內(nèi)，創(chuàng)造惰性氮氣氣氛進(jìn)行保護，在高溫下生成LiFePO4。事物。燒結(jié)后的物料冷卻后送至破碎分級工段。
（6）盤式干燥。從上工序氣碎好的物料通過氣流輸送至盤式干燥機中，將氣碎好的產(chǎn)品分級與捕集 ?*匆歡ū壤旌蝦螅謝旌細(xì)稍鎩? （7）過篩除鐵。真空上料，將干燥后的產(chǎn)品依次經(jīng)過篩分機，電磁除鐵器，以去除產(chǎn)品中的磁性雜 質(zhì)。除鐵容器密閉，過篩除鐵之后的成品通過密閉管道輸送至真空包裝機。 （8）真空包裝。粉體產(chǎn)品經(jīng)給料機送入自動真空包裝機中進(jìn)行真空包裝。 表9：湖南裕能高溫固相法磷酸鐵鋰原輔料構(gòu)成 資料來源：廣西裕能年產(chǎn)1.3萬噸納米級磷酸鐵鋰項目環(huán)境影響評價報告 表10：湖南裕能高溫固相法磷酸鐵鋰質(zhì)量要求 資料來源：廣西裕能年產(chǎn)1.3萬噸納米級磷酸鐵鋰項目環(huán)境影響評價報告 湖南升華科技生產(chǎn)1噸磷酸鐵鋰正極材料需要0.236噸碳酸鋰、1.151噸草酸亞鐵、0.736噸磷酸二氫銨。 圖16：湖南升華科技草酸亞鐵固相法制備磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝 資料來源：湖南升華科技有限公司年產(chǎn)6000噸動力電池正極材料磷酸鐵鋰技術(shù)改造項目，網(wǎng)頁鏈接 表11：湖南升華高溫固相法磷酸鐵鋰原輔料構(gòu)成 資料來源：湖南升華科技有限公司年產(chǎn)6000噸動力電池正極材料磷酸鐵鋰技術(shù)改造項目 3、磷酸鐵鋰正極材料的液相合成工藝 液相法的優(yōu)點是材料混合均勻，產(chǎn)品一致性好，循環(huán)次數(shù)高，質(zhì)量相對更佳；缺點是水熱法下由于鋰、鐵原子的混亂排布，會使得大概7%的鐵原子占據(jù)鋰的位置，使得制備的產(chǎn)品克容量不夠高，同時水熱法對高溫高壓的控制條件要求高，生產(chǎn)制備較復(fù)雜，成本較高，量產(chǎn)難度大，生產(chǎn)壁壘高。 德方納米的自熱蒸發(fā)液相合成法以碳酸鋰、純鐵塊、磷酸二氫銨、蔗糖、68%硝酸為主要原料，甲醇、氮氣等為輔料；純鐵與45%硝酸反應(yīng)制得硝酸鐵，碳酸鋰與硝酸制得硝酸鋰，再與磷酸二氫銨反應(yīng)制得磷酸鐵鋰前驅(qū)體，通過燒結(jié)、氣硫粉碎制備磷酸鐵鋰（產(chǎn)品）。其中，前驅(qū)體制備與燒結(jié)為關(guān)鍵生產(chǎn)工藝。德方納米生產(chǎn)1噸磷酸鐵鋰正極材料需要0.2342噸碳酸鋰、0.7278噸磷酸二氫銨、0.3544噸純鐵、3.8987噸45%硝酸，0.5864噸68%硝酸。 （1）硝酸鐵制備工序。將純鐵和45%硝酸通過自動設(shè)備及管道投入到化鐵罐中，通過控制加入硝酸的速率控制反應(yīng)速度，確保反應(yīng)溫度控制在 90～95℃， 反應(yīng)完成后的硝酸鐵溶液經(jīng)過濾后蒸發(fā)濃縮，得到符合要求的硝酸鐵 溶液轉(zhuǎn)移至儲存區(qū)待用。 （2）前驅(qū)體制備工序 ①配料。按工藝順序和工藝計量，向配料罐中分別加入鐵源（來自硝鐵工序的硝酸鐵溶液）、磷源（磷酸二氫銨）、鋰源（碳酸鋰固體）、碳源（蔗糖），68%硝酸等原材料，攪拌混合均勻后放入將料緩沖罐中， 待加入發(fā)料機中進(jìn)行前驅(qū)體反應(yīng)。②前驅(qū)體反應(yīng)。漿料經(jīng)緩存罐底管道放出稱量后，經(jīng)管道加入發(fā)料機中的容器中，每個容器加入約60～100L溶液，溶液在發(fā)料器中由導(dǎo)熱油加熱后，當(dāng)達(dá)到150～180℃時，使水分蒸發(fā)及硝酸分解，隨著溶液水分的蒸發(fā)而快速凝固為蜂窩狀固體。每個容器從加入溶液到發(fā)料完成此過程大約需1.2h。 （3）破碎。經(jīng)發(fā)料機反應(yīng)后的蜂窩狀固體，通過發(fā)料機自帶的翻轉(zhuǎn)出料裝 置，由重力作用下將物料倒出。物料經(jīng)螺旋輸送螺旋，進(jìn)入錘式破碎機，以物理方式使大的固體物破碎成能通過篩網(wǎng)的細(xì)小顆粒，破碎機將物料破碎成3mm 以下的細(xì)小顆粒，通過氣流輸送至燒結(jié)工序。 （4）預(yù)燒結(jié)工序。將粗碎后的物料使用螺旋式粉料輸送機密閉輸送物料至石墨匣 缽盛裝，通過自動線送入已設(shè)定溫度曲線的輥道窯中進(jìn)行預(yù)燒結(jié)（靜態(tài)燒結(jié)），在此過程中會發(fā)生非晶態(tài)磷酸鐵鋰被還原為半成品的晶型 磷酸鐵鋰材料，蔗糖發(fā)生熱分解形成一層碳層包覆在磷酸鐵鋰表面。整個過程需通入N2進(jìn)行保護，通入CH3OH 進(jìn)行熱分解補充碳包覆，CH3OH 在高溫?zé)o氧及磷酸鐵鋰充當(dāng)催化劑的作用下，裂解成碳包覆 在磷酸鐵鋰上，增強其導(dǎo)電等性能。物料在輥道窯內(nèi)經(jīng)電加熱絲提供 熱量至 500-700℃下進(jìn)行燒結(jié)后得到納米磷酸鐵鋰粉體材料。 （5）粉碎。燒結(jié)后的物料通過管道氣流輸送到機械磨上方的料倉中，經(jīng)料倉 進(jìn)入機械磨。物料在密閉的機械磨中經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的錘頭等進(jìn)行機械粉碎，粉碎后的滿足粒度要求的物料顆粒通過分級輪，并經(jīng)負(fù)壓輸送至下道工序。該過程在密閉的機械環(huán)境中且無氣體交換過程，直接通過負(fù)壓抽走物料，此過程產(chǎn)生粉塵量極小，以無組織形式在車間內(nèi)排放。 （6）燒結(jié)工序。為使預(yù)燒結(jié)形成的半成品晶型納米磷酸鐵鋰材料進(jìn)一步完善，將 機械磨粉碎后的物料使用螺旋式粉料輸送機密閉輸送物料至石墨匣缽盛裝，通過自動線送入已設(shè)定溫度曲線的輥道窯中進(jìn)一步燒結(jié)成 型。整個過程均為靜態(tài)燒結(jié)，需通入N2進(jìn)行保護，通入CH3OH 進(jìn)行 熱分解補充碳包覆。物料在輥道窯內(nèi)經(jīng)電加熱絲提供熱量至500-700℃下進(jìn)行燒結(jié)后得到成型的晶型納米磷酸鐵鋰粉體材料。CH3OH 在高溫?zé)o氧及磷酸鐵鋰充當(dāng)催化劑的作用下，裂解成碳包覆 在磷酸鐵鋰上，增強其導(dǎo)電等性能。 （7）除鐵。燒結(jié)完成的物料經(jīng)除鐵器除去磁性物質(zhì)。 （8）氣流粉碎及包裝。①粉碎。完成上工序除鐵的物料通過氣流輸送到粉碎設(shè)備上方的料倉中，經(jīng)料倉進(jìn)入粉碎設(shè)備粉碎，粉碎后的物料隨氣流到達(dá)分級輪附近，當(dāng)物料的粒度小到可以通過分級輪即從粉碎主機中通過，粒度較大的物 料隨氣流又回到粉碎位置，再次進(jìn)行粉碎，符合粒度要求的物料從分 級輪中出來后隨氣流進(jìn)入布袋收塵裝置中，物料在收塵倉下面的雙碟閥下料。②包裝。在粉碎設(shè)備的收塵倉下面，安裝了一個密閉的干燥空間，且在雙 碟閥下料口下面安裝了地磅，物?*熬捎枚執(zhí)�，将包装恐@?住下料口并扎緊后，打開下料閥門，當(dāng)物料重量達(dá)到要求重量后，下料閥門自動關(guān)閉，人工將噸袋熱封口后，通過手動叉車運轉(zhuǎn)到倉庫中，完成包裝。 圖17：德方納米自熱蒸發(fā)納米合成磷酸鐵鋰法生產(chǎn)工藝 資料來源：德方納米招股說明書 表12：德方納米自熱蒸發(fā)納米合成磷酸鐵鋰法主要生產(chǎn)環(huán)節(jié) 資料來源：德方納米招股說明書 表13：德方納米自熱蒸發(fā)納米合成磷酸鐵鋰法原輔料構(gòu)成 資料來源：宜賓市德方時代科技有限公司年產(chǎn)8萬噸納米磷酸鐵鋰項目環(huán)境影響報告書 表14：德方納米自熱蒸發(fā)納米合成磷酸鐵鋰法質(zhì)量要求 資料來源：宜賓市德方時代科技有限公司年產(chǎn)8萬噸納米磷酸鐵鋰項目環(huán)境影響報告書 4、三元正極材料的生產(chǎn)工藝 高溫固相法是當(dāng)前三元材料主流制備方法，加工的核心在于配方和工藝控制。三元材料核心生產(chǎn)流程是其中的煅燒工序，也是最為考驗廠家技術(shù)的環(huán)節(jié)。 圖18：容百科技三元前驅(qū)體生產(chǎn)工藝 資料來源：容百科技招股說明書 圖19：容百科技三元正極材料生產(chǎn)工藝 資料來源：容百科技招股說明書 表15：容百科技三元正極材料主要生產(chǎn)環(huán)節(jié) 資料來源：容百科技招股說明書 表16：容百科技前驅(qū)體消耗材料 資料來源：容百科技招股說明書 表17：容百科技三元材料鋰源消耗量 資料來源：容百科技招股說明書 5、正極材料成本與性能對比 磷酸鐵鋰具有明顯的成本優(yōu)勢。1GWh動力電池約需要磷酸鐵鋰鐵鋰正極2500噸，三元正極材料則是1800噸。根據(jù)生意社數(shù)據(jù)，2021年9月28日動力型優(yōu)等磷酸鐵鋰價格為7.4萬元/噸，而523三元材料為20.8萬元/噸。1Wh磷酸鐵鋰動力電池的正極材料成本較三元電池低0.19元。 圖20：容百科技三元正極材料與德方納米磷酸鐵鋰售價對比（萬元/噸） 液相法壓實密度略低于固相法。德方納米產(chǎn)品壓實密度為2.5，固相法制備所得磷酸鐵鋰壓實密度為2.6，動力電池企業(yè)認(rèn)證時比較看重能量密度。但液相法晶包結(jié)合更好，循環(huán)性能更好，在儲能領(lǐng)域具有競爭優(yōu)勢。