磷酸铁锂正极材料大战开启，德方纳米能撑起百倍估值么？（上）
chanong
|德方纳米于2019年4月上市，涨停板64.32元，2019年11月1日跌至44.14元，2021年9月24日最高涨至553.1元。 10月12日下跌9.72%，收于425.19元，两年内上涨近10倍。滚动市盈率（分母为当前四季度净利润）达到334.43，动态市盈率（分母为预期净利润）达到334.43。 140.4。
今年以来，富林精工、德方纳米、湖南豫能等原磷酸铁锂企业纷纷增加产能。此外，中国原子能钛白粉等传统化工企业和湖南方盛实业等房地产企业也在进行大规模跨界扩张，纷纷公布了磷酸铁锂的投资计划。完善新能源材料供应链。随着磷酸铁锂正极材料之战的打响，行业竞争日趋激烈，尤其是其最大客户宁德时代的进入，但德方纳米还能支撑100倍的估值吗？
图1：德国纳米股价走势图
来源：选择
1. 德方纳米是一家仅采用液相法生产磷酸铁锂正极材料的领先公司。
1、核心业务为磷酸铁纳米锂正极材料
深圳市德方纳米科技股份有限公司成立于2007年1月，是一家专业从事纳米级锂离子电池核心材料研发、生产和销售的国家高新技术企业、上市公司（股票代码：300769） 。公司主营业务为纳米磷酸铁锂材料的研发、生产和销售，主要应用于新能源汽车、储能系统和3C电子产品（2018年动力电池客户实现销售额（占88.17%）合计）蓄电池客户占比88.17%，销售收入占比11.43%，其他蓄电池客户占比0.4%）。 2021年�**肽辏路侥擅紫哿姿崽�3.11万吨，较上年增长191.87%，销量超过去年全年销量，实现全年营业利润12.75亿元。纳米磷酸铁锂销售额较上年增长257.69%，其中销售额12.46亿，增长263.69%，占主营业务收入的99.9%，主营业务毛利率21.66%，位居第一。销量第一。Ta。归属于上市公司股东的净利润13,510.34万元，同比增长10.77个百分点，同比由亏损转为盈余。
图2：德方纳米主要产品纳米磷酸铁锂
资料来源：德国Nano 招股说明书
表1：德方纳米主要产品技术参数
资料来源：德方纳米2020年财务报告
2、股权结构相对集中，多只基金轻仓。
公司股份相对集中，截至21季度末实际控制人合计持股37.75%。实际控制人季学文、孔令勇、赵旭、王晨、王约瑟夫远征直接持有合计37.75%的股份，股权结构较为稳定，并非私营公司。
2019年4月发行上市前，季学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，通过润德亿直接及间接持有公司股份0.44%。 %间接。合计持有公司21.97%的股份，王云石直接持有公司10.08%的股份，3人合计持有公司59.09%的股份。本次发行后，季学文持股20.28%，孔令勇持股16.47%，王允石持股7.56%。三人直接或间接持有公司44.31%的股份。王允石去世后，其配偶赵旭继承了5.04%，儿子王约瑟夫元成和女儿王成各继承了1.26%。由于实际控制人资本因2020年12月发行新股而被稀释，实际控制人资本要到2022年4月15日才会募集。
图3：德方纳米股权结构（截至21Q2末）
资料来源：德方纳米财报、公司公告
许多基金持有少量仓位。 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总资本的0.49%。 2021年一季度，共有10只基金持有该股6.9%。基金最高持仓为2%，2020年Q4共有130只基金持股17.89%，基金最高持仓为1.92%，2020年Q3共有13只基金持股6.04%，基金最高仓位为2.92%，而2020年Q2共有89只基金持仓11.06%，基金最高仓位为0.91%。多只基金持仓，表明虽然看好基金未来轨迹，但对个股估值存在疑虑，并未有意重仓。
表2：德国纳米机构所持职位（截至2021年第二季度末）
来源：选择
管理者既有创业经验又有技术经验。季学文先生拥有丰富的创业经验，曾联合创办了生产控制板的拓邦电子公司，并独立创办了深圳市达维莱实业有限公司。孔令勇先生曾任深圳纳港股份有限公司副总工程师。多年从事纳米材料研究、开发及产业化工作，是公司核心技术人员。
3、德国Nano连接优质客户，产能稳步扩大
2007年，离职创业的深圳纳米港有限公司副总工程师孔令勇先生、深圳纳米港有限公司总经理王云石先生、季学文先生，拓邦电子有限公司创始人，创立德方纳米，共同创办前身德方股份有限公司。德意志公司成立时主要研究纳米材料的制备工艺，如纳米粉体、纳米氧化铝的生产以及其他纳米技术的应用和纳米技术材料的合成。自2008年以来，该公司一直尝试将纳米技术应用于磷酸铁锂的合成。该公司研发团队通过一次偶然的实验发现了自热蒸发液相合成。为了提高纳米磷酸铁锂的一致性和导电性，该公司发明了不连续石墨烯涂层技术。 2009年我国磷酸铁锂产量为600吨。德国纳米磷酸铁锂产品性能已通过国家863计划电动汽车动力电池实验室评价测试，各项技术指标均达到世界顶尖水平，我们已开始提供纳米管。液体去比亚迪。磷酸铁锂于2010年开始量产，产能超过500吨/年。
德国早年在研发方面投入巨资，导致建国最初几年出现赤字。在新能源汽车行业不断进步的背景下，正是因为这份坚韧，德方纳米以卓越的产品和优质的服务赢得了宁德时代等下游客户的高度赞誉。 2011年，我国磷酸铁锂产量达到2300吨。为了稳定供应锂离子电池材料，宁德时代于2011年8月与德国Nanotech公司签订了为期三年的合同号《采购合同》。 2013年纳米磷酸铁锂产量413.25吨，销量343.69吨，收入2951.53万元；碳纳米管导电液产量87.96吨，销量85.11吨，收入收入为488.9万元，为原始收入。公司营业利润-1046万元，净利润-288.1万元。排名前五位的客户分别是比亚迪、宁德新能源、上海朗德主动动力电池、山东威能环保动力科技有限公司、江门朗达锂电池有限公司，合计占据德纳纳很大一部分份额。收入，占比52.41%。
2014年，我国主要厂家磷酸铁锂产量达到1.5万吨，较2013年增长100%以上。德国纳米磷酸铁锂产量1048.84吨，销量1067.75吨，同比增长210.67%，营收实现8713.16万元，碳纳米管导电液产量769.18吨，销量661.98吨，营收为4179.9万元。公司营业利润1430万元，净利润1200万元。 2014年9月，德方纳米与宁德时代继续签订《采购合同》的三年期合同，2014年10月17日，德方纳米申请在新三板挂牌。 2015年，宁德时代超越比亚迪成为Nano第一大客户，占Nano当年营收的50.35%。前五名客户合计占德国纳米营收的90.61%。 2016年2月1日，德方纳米与华泰共同签署IPO辅导协议，三个月后辅导完成。 2016年8月，Nanotech与CATL修改了原协议，重新签署为《框架采购合同》，有效期至2019年7月31日。 2016年9月，德方纳米IPO申请获得证监会受理。
2019年4月15日，德方纳米在深交所创业板成功上市，募集资金投资佛山德方纳米年产1.5万吨磷酸铁锂项目。 2019年5月11日，德方纳米与CATL签订合同《合资经营协议》，拟引入CATL作为其子公司曲靖林铁的股东，进一步深化长期合作。项目一期计划年产1万吨磷酸铁锂，一期建成后，双方将进一步协商新增产能。 2021年1月，戴文纳米、宁德时代与江安县人民政府签署《江安县年产8万吨磷酸铁锂项目投资协议书》号协议（以下简称《投资协议》），就投资建设“年产8万吨磷酸铁锂项目”达成一致。 “四川省宜宾市江安县”。
2021年3月，德方纳米与亿纬锂能签署紧密合作成立合资公司，总投资20亿元，建设年产10万吨高品质磷酸铁锂材料产能。该金额预计将在协议生效后12 个月内达到。同时，为了专注于核心业务，增强公司竞争力，优化利润结构，德方纳米将其与碳纳米管导电液业务相关的固定资产、存货及无形资产出售给曲靖飞墨科技。有限公司。 9月4日，德国纳诺宣布拟在曲靖经济技术开发区新建年产10万吨磷酸盐正极材料生产基地项目，总投资超20亿元。 3月份与曲靖经济技术开发区政府签署的初始协议《年产15万吨磷酸铁锂生产基地项目投资协议》基础上的投资项目将调整为年产10万吨磷酸铁锂生产基地项目，其余规划项目也将调整为年产10万吨磷酸铁锂生产基地项目。预计年生产能力10万吨。 5万吨磷酸铁锂生产项目将统筹作为年产5万吨新型磷酸盐正极材料生产项目，纳入本协议项下项目。戴文纳米已与曲靖市沾益区人民政府达成初步合作协议，并计划签订合作框架协议，将参与曲靖市新建的“年产20万吨磷酸铁锂前驱体项目”。我正在计划一项投资。曲靖市工业园项目总投资约8亿元。
图4：德国纳米磷酸亚铁产能（万吨）
资料来源：德方纳米招股书、财报、公司公告
截至2021年�**肽辏路侥擅子涤蟹鹕降路健⑶傅路健⑶噶指秩錾兀渲蟹鹕降路较钟胁�3万吨/年，曲靖德方现有产能7万吨/年。曲靖林钢铁现有产能2万吨/年，合计12万吨/年。正在建设中的德芳一维项目10万吨产能和宜宾德芳时代项目8万吨产能预计将于2022年�**肽甏锊�
4、德国Nano卷土重来，2018年成为磷酸铁锂正极材料领头羊
2014年至2016年，青海泰丰先贤在CATL供应链体系中的销量超过了德方纳米的销量。这意味着北大先贤的磷酸铁锂是宁德时代磷酸铁锂正极材料第一供应商。 2017年，富临精密年报中列出的磷酸铁锂主要竞争对手为台湾力凯、美国威朗斯、卓能材料、贝特瑞、北大先贤、安达科技。 2018年，与沃特玛关系密切的盛华科技、与比亚迪、国轩高科关系密切的安达科技均遭遇重大挫折，而杭州金马、河南朗泰、台湾力凯等则被卷入其中。铁锂生产退出。年内市场。在此期间，戴文纳米凭借其庞大的客户和技术优势，在宁德时代供应体系中占据领先地位（2017年宁德时代正极采购比例增加，2018年有限产能比例下降），他上台并成立锂铁。磷酸盐在正极材料行业处于领先地位。 2018年至2020年，富临精密年报列出的磷酸铁锂主要竞争对手为德方纳米、贝特瑞、北大先贤、安达科技。 2018年至2020年，德方纳米纳米磷酸铁锂销量分别为1.68万吨、2.34万吨、3.07万吨，年均增长率达35.18%，从出货量计算，公司磷酸铁锂国内销量磷酸盐市场份额分别为28.77%、26.59%、24.76%，2018-2019年排名第一，2020年排名第二。
图5：德国纳米市场份额
资料来源：GGII、德国纳米招股说明书、财务报告、公司公告
5、磷酸铁锂正极材料价格与原材料价格挂钩
磷酸铁锂产品价格主要根据原材料价格波动确定。价格由与客户协商确定。通常是根据主要原材料碳酸锂和磷酸铁的价格来确定。整体价格受原材料价格波动影响。材料价格。这也意味着原材料价格上涨对正极材料企业有利。 CATL采用官方价格，碳酸锂参考上海非铁网价格。此外，德方纳米向宁德时代提供的产品价格低于其他客户的销售价格和磷酸铁锂市场平均价格，且年度价格下降幅度接近宁德时代的单价下降幅度。动力电池系统。
表3：德国Nano主要成本结构
资料来源：德国Nano 招股说明书
图6：磷酸铁锂、碳酸锂、磷酸铁锂市场价格（万元）
来源：湖南豫能招股书
图7：德国纳米磷酸铁锂平均售价（万元）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
图8：德方纳米前5名客户收入占比（%）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
德国纳米的客户集中度非常高。戴文纳米高度依赖其最大客户宁德时代，自2016年以来，宁德时代的收入占其收入的60%以上，来自其前五名客户的收入也占其总收入的90%以上。公司在宁德时代的市场份额下降可能会大幅减少其收入。
销售收入具有一定的季节性。从国际市场来看，每年四季度是销售淡季，主要是海外客户临近年底开始调整生产计划、清理库存，但从国内市场来看，1月份是淡季用于销售。每年2月至2月为销售淡季，主要是年末客户及时调整营销计划以及春节假期的影响。
六、德方纳米主要财务指标
剔除产能和疫情影响，德纳米营业利润保持增长趋势。在比亚迪和宁德时代的带动下，德纳2014年营收增长269.87%，营业利润由负转正。 2017年，由于新能源汽车补贴偏向高能量密度三元电池，中国磷酸铁锂材料出货量增长停滞，但德国Nanotechnology AG成交量价齐升，宁德时代采购量占比上升，销量持平，增长增长52.2%，营业利润增长34.26%。 2018年营收增长23.29%，成为国内磷酸铁锂龙头，营业利润增长5.92%。不过，虽然2019年磷酸铁锂销量增长39.02%，但由于产能限制，出货份额下降（德纳纳米产能利用率达到94.42%）（见图5），出货量减少。受销售价格影响，磷酸铁锂业务营收略有下降，但总营收不变，营业利润增长3.82%。 2020年，受新冠病毒感染疫情影响，磷酸铁锂销售价格大幅下降，德纳纳销售收入下降10.62%，营业利润七年来首次再次出现负值。 2021年�**肽辏芤嬗诹姿崽盎吭黾雍痛⒛芊⒄梗路侥擅子胀仍龀�257.69%，营业利润同比增长1412.35% 。
图9：德国纳米营业利润及营业收入（亿元）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
图10：德国纳米磷酸铁锂销量及营收
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
德国Nano的毛利率相对稳定。 2015年，宁德时代成为德运纳米最大客户，由于德运纳米向宁德时代的销售价格低于市场均价，导致德运纳米除2020年外的2018年毛利率持续下滑至19.77%。我做到了。 2017年受疫情影响，毛利率稳定在20%左右。营业利润率和净利润率根据毛利率而波动，但毛利率比毛利率低约10个百分点。
图11：德国纳米毛利率和净利润率（%）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
在German Nano，直接材料占成本变化的大部分。直接材料在德国纳米主要运营成本中占比较高，2016年以来超过70%。制造成本主要由能源消耗和设备折旧费用组成，其中能源约占10%，且随着设备利用率的提高，设备折旧费用所占比重下降。人员成本占比较低，约为4%。
图12：德国纳米成本结构（%）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
图13：期内德国纳米费用率（%）
资料来源：德国Nano招股说明书、财务报告
注：2013年至2015年管理费用率按初始管理费用减去研发费用计算。
德国Nano的销售费用和财务费用率相对较低。基于公司大客户销售策略和深度合作的直销模式，德方纳米在长期的合作过程中与大部分蓝筹客户形成了稳定的战略合作伙伴关系，形成了一定的品牌效应。是。公司的销售费用相对较低。销售费用主要包括运输费用和保险费，其随着产品销售而增加。德方纳米的财务费用率较低，因为其带息债务较低，主要由应付票据、应付账款和合同债务组成。管理费用主要包括员工薪酬和股权激励，波动性较大。
德方纳米认为，研发创新是保持核心竞争力和市场领先地位的关键驱动力。德方纳米始终高度重视研发投入，将技术创新作为巩固公司领先地位的重要战略，并持续加大研发投入，持续引进高端人才，持续加大研发力度，持续提高研发投入。我们团队的水平并不断提高。一个公司的创新能力。研发投入重点关注提高现有产品性能、优化生产工艺、降低生产成本，同时加强新产品开发和前瞻性技术研究力度，扩大产品类型，提供产品支撑。公司的长远发展。研发费用率长期超过4%，2020年达到5.47%。截至2021年9月，德方纳米已累计申请专利135项，其中发明专利125项，实用新型专利10项；累计授权专利56项，其中发明专利50项，实用新型专利6项，正在取得中。自主研发的“纳米磷酸铁锂自热蒸发液相合成技术”被国家纳米科学中心组织的专家组（组长：史昌旭，学士）认定达到国际顶尖水平。
2、锂离子正极材料制造工艺及成本比较
1、正极材料的制造工艺
正极材料的微观结构、颗粒形貌和电化学性能与材料制备方法密切相关。目前，常规的正极材料生产方法包括固相反应法和液相合成法，其中固相法是目前最成熟、最常用的方法。固相反应法的实例包括高温固相反应法、碳热还原法、喷雾热解法和微波合成法。液相法可分为水热/溶剂热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。其中，高温固相反应法是最常用、最成熟的合成方法。碳热还原（CTR）合成是一种操作简便、原料成本低、适合大规模生产的合成方法，并且与固相法一样经过反复改进。
综合考虑产品纯度、物相、粒度分布、比表面积、表面状况、合成工艺本身的原料、工艺复杂程度、环境影响等，目前主要有3条合成路线。磷酸铁前驱体固相法（湖南豫能、湖北万润、国轩高科、龙蟠科技、安达科技等）、草酸亚铁固相法（具体为升华法）、液相法（德方纳米）是一种自热法气化纳米合成磷酸铁锂的方法（北京大学是传统液相法的先驱）。工业上三元正极材料的主流制造技术是两步法，首先通过共沉淀法生产氢氧化物前驱体，然后与碳酸锂混合并煅烧。
表4：正极材料制造方法比较
表5：磷酸铁前驱体固相法主要生产商
来源：中国电池工业协会大数据中心
方法一：固相反应法
(1)高温固相反应法
高温固相法是制备金属氧化物最常用的方法。所谓固相法一般是指以固体化合物为原料，按化学计量比均匀混合，在一定气氛和温度下焙烧一定时间，得到所需样品的方法。其中，原料混合均匀度、焙烧时间、升降温速率、气氛、温度稳定性等因素决定了产品的微观结构和电化学性能。固相合成材料具有所需设备少、工艺简单、易操作、技术成熟、成本低、产量高的特点。使用该方法的最大缺点是材料质量，如材料颗粒形貌、成分、尺寸等难以控制，从而降低了电化学性能的一致性、稳定性和再现性。
(2)碳热还原法
碳热还原法是在原料混合物中添加碳源（淀粉、蔗糖等）作为还原剂的方法，通常与高温固相法配合使用，使Fe3+被碳源还原。高温煅烧时产生Fe2+，反应过程中避免了Fe2+变成Fe3+，使得合成工艺更加合理，但反应时间相对较长，产品一致性所需的控制条件也越严格，所制备的LiFePO4变得更细。颗粒尺寸和优异的电化学性能。
(3)微波合成法
微波加热过程是物体吸收电磁能时发生的自加热过程。该方法以Li2CO3、草酸亚铁(FeC2O4·H2O) 和磷酸氢二胺为原料，在微波中合成LiFePO4。微波合成法的优点是加热时间短、热能利用率高、加热温度均匀、反应速率快。缺点是批量生产有一定的困难。
方法2：液相法
水热法是一种比较流行的液相合成方法。原料在密闭压力容器中，以水为溶剂，在高温高压条件下发生化学反应，经过滤、洗涤、干燥得到纳米前驱体，最后经高温烧成得到正极材料的过程。水热法生产磷酸铁锂具有晶形和粒径容易控制、物相均匀、粉末粒径小、工艺简单等优点，但需要高温高压设备，必要、昂贵、制造成本昂贵。复杂的过程。水热法生产的三元原料颗粒均匀，结晶度高，反应过程易于控制，生产成本低。但水热反应器价格昂贵，制造过程安全性较差，工业化程度仍较低。
溶胶-凝胶法以金属有机盐或无机盐溶液为原料，在络合剂的作用下，发生水解、缩合等反应，形成亚稳态溶胶体系，在随时间变化等条件下，固体颗粒的位置发生变化。将会发生变化。溶胶形成的干凝胶是相对固定的，将凝胶干燥并除去溶剂，得到空间结构发达、金属离子分布均匀的干凝胶，通过加热除去干凝胶体系中残留的有机杂质，即可得到所需的干凝胶。经热处理完成所需产品。这样生产的产品具有化学成分均匀、纯度高、粒度分布窄而均匀、热处理温度低、化学计量比控制精确等优点。但显然该方法存在产品形状难以控制、成本高、操作复杂、难以工业化等缺点。该方法目前仅限于实验室研究。
喷雾干燥法是将可溶性金属盐的混合物在干燥室中喷雾形成小液滴，使液滴与雾化的热空气接触而得到干燥产品的方法，经过以下步骤。蒸发法、沉淀法、分解法和烧结法。该方法具有原料粉体团聚少、形貌良好且均匀、单体颗粒分散性好、振实密度高的优点。喷雾干燥因其自动化程度高、制备周期短、不产生工业废水等优点被认为是一种具有广泛应用潜力的三元材料生产方法。喷雾热解法制备的前驱体液滴球形度高、粒径分布均匀，高温反应后可得到准球形磷酸铁锂。球化磷酸铁锂增加了材料的比表面积，提高了材料的体积比能。
共沉淀法一般以一种或多种金属离子的盐溶液为原料，在沉淀剂和络合剂的作用下，通过并流反应生成沉淀物，再经过滤、洗涤、干燥等过程，得到产物或前体。获得。正极材料是将锂盐固相混合并在一定温度和气氛下烧制一定时间而得到的。共沉淀法具有反应测量准确、反应温度低、操作简单、条件容易控制、重现性好、电化学性能稳定等优点，已用于该材料的商业化合成，这是最重要的方法。然而，在共沉淀过程中，反应物的浓度、温度、pH值、加料速率和搅拌速率决定了材料的粒径、元素分布、晶体形状和其他物理参数。因此，必须严格控制每个工艺参数。
2、磷酸铁锂正极材料高温固相合成工艺
高温固相反应法生产磷酸铁锂是目前最成熟、应用最广泛的方法，截至2021年6月占总产能的75%。烧结是高温固相反应法中重要的制造工艺。干燥后的物料放入窑内，通电经过加热（3-10小时，100-700）、高温（15-30小时，700-1000）和冷却区（5-15小时，1000-700） ).马苏。 100，冷却区采用循环水冷却）。窑炉采用气氛保护，采用氮气作为保护气体。氮气不断地送入窑内，并不断地排出。氮气通过进气口进入窑炉，通过排气烟囱排出。窑炉的其余部分被密封，以防止其他外部气体进入。材料（磷酸铁锂）在窑尾收集以完成烧结过程。该反应方法需要多种原料，因此原料混合均匀很重要。高温固相法合成磷酸铁锂工艺简单，制备条件易于控制，但存在晶粒尺寸大、粒径难以控制、分布不均匀、形貌不规则、产量低等问题。具有速度特性低的缺点。
固相合成中常用的铁源包括草酸亚铁、氧化铁和磷酸铁，常见的锂源包括碳酸锂、氢氧化锂和醋酸锂。二氢铵是常见的磷源。磷酸盐、磷酸氢二铵等草酸亚铁工艺混合、包覆均匀较困难，需要特殊的控制手段和方法，但该工艺相对传统、成熟，产能和生产率较好，率先实现工业化和规模化。铁红法和磷酸铁法的合成路线较短，易于均匀应用和混合，成本较低，但产能较低，且三价铁不完整，或存在部分过度还原的风险。碳热还原法通常采用廉价的三价铁源，将前驱体与有机物（葡萄糖、蔗糖、淀粉等）或炭黑均匀混合，在高温下还原有机物或炭黑，利用其特点。使用条件将三种成分结合，将一价铁还原为二价铁，热解碳充当导体并涂覆磷酸铁锂。
湖南豫能利用磷渣生产磷酸铁。这避免了传统生产的磷酸铁前驱体在合成磷酸铁锂时杂质含量高、活性低的问题。所生产的磷酸铁原料一次粒径小、比表面积大、活性好，可以生产性能更好的磷酸铁锂。由于磷酸铁扩产难度较大，因此对于降低生产成本、确保原材料是有效的。湖南豫能磷酸铁锂采用高温固相法，生产1吨湖南豫能磷酸铁锂正极材料需要碳酸锂0.25吨、磷酸铁0.96吨（硫酸亚铁2.304吨，相当于0.24吨磷酸铁）。硫酸亚铁）磷酸，2.4吨40%磷酸）。
图14：湖南豫能磷酸铁生产工艺流程
来源：湖南豫能招股书
表6：湖南豫能磷酸铁主要生产环节
来源：湖南豫能招股书
表7：湖南豫能磷酸铁前驱体原料及辅助原料组成
资料来源：广西云能年产1.3万吨纳米级磷酸铁锂生产项目环境影响评价报告
网站链接
图15：湖南豫能磷酸铁前驱体制备磷酸铁锂的生产工艺
来源：湖南豫能招股书
表8：湖南豫能磷酸铁锂主要生产环节
来源：湖南豫能招股书
(1)将配料混合。检测并保存后，按配方称取所需重量的磷酸铁、碳酸锂、葡萄糖、导电石墨、去离子水。
(2)磨削。这些材料采用湿法混合。将磷酸铁、碳酸锂、葡萄糖、去离子水、导电石墨按固定比例通过自动输送管投入混合机中，然后在球磨机中研磨混合，使物料粒径达到50目以下。 运输。将其放入砂磨机中进行粉碎，将物料粒度降至100目以下。在制造过程中，搅拌机和砂磨机必须用冰水冷却，以保持原料处于低温。
(3)喷雾干燥。经天然气直燃热风炉过滤和加热的空气进入干燥机顶部的空气分配器，热空气均匀螺旋进入干燥室，温度达到320。液体物料通过塔顶的高速离心雾化器，在雾化器中被雾化（旋转）成极细的雾化液滴，并在极短的时间内与热空气接触干燥成半成品。并流中。
(4)气流粉碎。在流化床气流磨中，压缩空气经研磨室内的四个阵风喷嘴加速形成超音速气流，在研磨区域，被超音速气流加速的原料颗粒在喷射气流的交汇处相遇并形成一点，碰撞。他们互相撞碎。粉碎后的物料被上升气流送到分级区，分级车高速旋转，分选后的细粉被气流携带，送到旋风除尘器和布袋除尘器收集。如果未达到细度，则返回研磨区继续研磨。
(5)烧结。对于真空供应，产品在封闭的辊道窑中烧结，但首先将每个温区的烧结温度设置在500至700之间，具体取决于烧结工艺的要求（本项目辊道窑采用电加热），然后是一个石墨匣钵，将材料送入并放置在其中。随着滚筒输送机的旋转，匣钵在滚筒输送机上向前移动，同时完成烧结。在烧结阶段，需要将三价铁还原为二价铁，因此将氮气发生器制备的高纯氮气流入烧结炉内，创造惰性氮气气氛进行保护，在高温下生成LiFePO4。事物。烧结后的物料冷却后送至破碎分级工段。
（6）盘式干燥。从上工序气碎好的物料通过气流输送至盘式干燥机中，将气碎好的产品分级与捕集 �**匆欢ū壤旌虾螅谢旌细稍铩� （7）过筛除铁。真空上料，将干燥后的产品依次经过筛分机，电磁除铁器，以去除产品中的磁性杂 质。除铁容器密闭，过筛除铁之后的成品通过密闭管道输送至真空包装机。 （8）真空包装。粉体产品经给料机送入自动真空包装机中进行真空包装。 表9：湖南裕能高温固相法磷酸铁锂原辅料构成 资料来源：广西裕能年产1.3万吨纳米级磷酸铁锂项目环境影响评价报告 表10：湖南裕能高温固相法磷酸铁锂质量要求 资料来源：广西裕能年产1.3万吨纳米级磷酸铁锂项目环境影响评价报告 湖南升华科技生产1吨磷酸铁锂正极材料需要0.236吨碳酸锂、1.151吨草酸亚铁、0.736吨磷酸二氢铵。 图16：湖南升华科技草酸亚铁固相法制备磷酸铁锂生产工艺 资料来源：湖南升华科技有限公司年产6000吨动力电池正极材料磷酸铁锂技术改造项目，网页链接 表11：湖南升华高温固相法磷酸铁锂原辅料构成 资料来源：湖南升华科技有限公司年产6000吨动力电池正极材料磷酸铁锂技术改造项目 3、磷酸铁锂正极材料的液相合成工艺 液相法的优点是材料混合均匀，产品一致性好，循环次数高，质量相对更佳；缺点是水热法下由于锂、铁原子的混乱排布，会使得大概7%的铁原子占据锂的位置，使得制备的产品克容量不够高，同时水热法对高温高压的控制条件要求高，生产制备较复杂，成本较高，量产难度大，生产壁垒高。 德方纳米的自热蒸发液相合成法以碳酸锂、纯铁块、磷酸二氢铵、蔗糖、68%硝酸为主要原料，甲醇、氮气等为辅料；纯铁与45%硝酸反应制得硝酸铁，碳酸锂与硝酸制得硝酸锂，再与磷酸二氢铵反应制得磷酸铁锂前驱体，通过烧结、气硫粉碎制备磷酸铁锂（产品）。其中，前驱体制备与烧结为关键生产工艺。德方纳米生产1吨磷酸铁锂正极材料需要0.2342吨碳酸锂、0.7278吨磷酸二氢铵、0.3544吨纯铁、3.8987吨45%硝酸，0.5864吨68%硝酸。 （1）硝酸铁制备工序。将纯铁和45%硝酸通过自动设备及管道投入到化铁罐中，通过控制加入硝酸的速率控制反应速度，确保反应温度控制在 90～95℃， 反应完成后的硝酸铁溶液经过滤后蒸发浓缩，得到符合要求的硝酸铁 溶液转移至储存区待用。 （2）前驱体制备工序 ①配料。按工艺顺序和工艺计量，向配料罐中分别加入铁源（来自硝铁工序的硝酸铁溶液）、磷源（磷酸二氢铵）、锂源（碳酸锂固体）、碳源（蔗糖），68%硝酸等原材料，搅拌混合均匀后放入将料缓冲罐中， 待加入发料机中进行前驱体反应。②前驱体反应。浆料经缓存罐底管道放出称量后，经管道加入发料机中的容器中，每个容器加入约60～100L溶液，溶液在发料器中由导热油加热后，当达到150～180℃时，使水分蒸发及硝酸分解，随着溶液水分的蒸发而快速凝固为蜂窝状固体。每个容器从加入溶液到发料完成此过程大约需1.2h。 （3）破碎。经发料机反应后的蜂窝状固体，通过发料机自带的翻转出料装 置，由重力作用下将物料倒出。物料经螺旋输送螺旋，进入锤式破碎机，以物理方式使大的固体物破碎成能通过筛网的细小颗粒，破碎机将物料破碎成3mm 以下的细小颗粒，通过气流输送至烧结工序。 （4）预烧结工序。将粗碎后的物料使用螺旋式粉料输送机密闭输送物料至石墨匣 钵盛装，通过自动线送入已设定温度曲线的辊道窑中进行预烧结（静态烧结），在此过程中会发生非晶态磷酸铁锂被还原为半成品的晶型 磷酸铁锂材料，蔗糖发生热分解形成一层碳层包覆在磷酸铁锂表面。整个过程需通入N2进行保护，通入CH3OH 进行热分解补充碳包覆，CH3OH 在高温无氧及磷酸铁锂充当催化剂的作用下，裂解成碳包覆 在磷酸铁锂上，增强其导电等性能。物料在辊道窑内经电加热丝提供 热量至 500-700℃下进行烧结后得到纳米磷酸铁锂粉体材料。 （5）粉碎。烧结后的物料通过管道气流输送到机械磨上方的料仓中，经料仓 进入机械磨。物料在密闭的机械磨中经高速旋转的锤头等进行机械粉碎，粉碎后的满足粒度要求的物料颗粒通过分级轮，并经负压输送至下道工序。该过程在密闭的机械环境中且无气体交换过程，直接通过负压抽走物料，此过程产生粉尘量极小，以无组织形式在车间内排放。 （6）烧结工序。为使预烧结形成的半成品晶型纳米磷酸铁锂材料进一步完善，将 机械磨粉碎后的物料使用螺旋式粉料输送机密闭输送物料至石墨匣钵盛装，通过自动线送入已设定温度曲线的辊道窑中进一步烧结成 型。整个过程均为静态烧结，需通入N2进行保护，通入CH3OH 进行 热分解补充碳包覆。物料在辊道窑内经电加热丝提供热量至500-700℃下进行烧结后得到成型的晶型纳米磷酸铁锂粉体材料。CH3OH 在高温无氧及磷酸铁锂充当催化剂的作用下，裂解成碳包覆 在磷酸铁锂上，增强其导电等性能。 （7）除铁。烧结完成的物料经除铁器除去磁性物质。 （8）气流粉碎及包装。①粉碎。完成上工序除铁的物料通过气流输送到粉碎设备上方的料仓中，经料仓进入粉碎设备粉碎，粉碎后的物料随气流到达分级轮附近，当物料的粒度小到可以通过分级轮即从粉碎主机中通过，粒度较大的物 料随气流又回到粉碎位置，再次进行粉碎，符合粒度要求的物料从分 级轮中出来后随气流进入布袋收尘装置中，物料在收尘仓下面的双碟阀下料。②包装。在粉碎设备的收尘仓下面，安装了一个密闭的干燥空间，且在双 碟阀下料口下面安装了地磅，物�**熬捎枚执埃翱谔� 住下料口并扎紧后，打开下料阀门，当物料重量达到要求重量后，下料阀门自动关闭，人工将吨袋热封口后，通过手动叉车运转到仓库中，完成包装。 图17：德方纳米自热蒸发纳米合成磷酸铁锂法生产工艺 资料来源：德方纳米招股说明书 表12：德方纳米自热蒸发纳米合成磷酸铁锂法主要生产环节 资料来源：德方纳米招股说明书 表13：德方纳米自热蒸发纳米合成磷酸铁锂法原辅料构成 资料来源：宜宾市德方时代科技有限公司年产8万吨纳米磷酸铁锂项目环境影响报告书 表14：德方纳米自热蒸发纳米合成磷酸铁锂法质量要求 资料来源：宜宾市德方时代科技有限公司年产8万吨纳米磷酸铁锂项目环境影响报告书 4、三元正极材料的生产工艺 高温固相法是当前三元材料主流制备方法，加工的核心在于配方和工艺控制。三元材料核心生产流程是其中的煅烧工序，也是最为考验厂家技术的环节。 图18：容百科技三元前驱体生产工艺 资料来源：容百科技招股说明书 图19：容百科技三元正极材料生产工艺 资料来源：容百科技招股说明书 表15：容百科技三元正极材料主要生产环节 资料来源：容百科技招股说明书 表16：容百科技前驱体消耗材料 资料来源：容百科技招股说明书 表17：容百科技三元材料锂源消耗量 资料来源：容百科技招股说明书 5、正极材料成本与性能对比 磷酸铁锂具有明显的成本优势。1GWh动力电池约需要磷酸铁锂铁锂正极2500吨，三元正极材料则是1800吨。根据生意社数据，2021年9月28日动力型优等磷酸铁锂价格为7.4万元/吨，而523三元材料为20.8万元/吨。1Wh磷酸铁锂动力电池的正极材料成本较三元电池低0.19元。 图20：容百科技三元正极材料与德方纳米磷酸铁锂售价对比（万元/吨） 液相法压实密度略低于固相法。德方纳米产品压实密度为2.5，固相法制备所得磷酸铁锂压实密度为2.6，动力电池企业认证时比较看重能量密度。但液相法晶包结合更好，循环性能更好，在储能领域具有竞争优势。