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根据《产业结构调整指导目录（2019年本）》，国家支持磷酸铁锂等电池正极材料企业的发展。地方上，各省区市根据各自产业规划和发展阶段，将磷酸铁锂等电池正极材料的生产划入重点培育产业，例如广东、广西等。此外，磷酸铁锂生产过程不涉及化工重污染，符合各地“三线一单”政策（生态保护红线、资源利用上线、环境质量底线和环境准入清单）（见表2-2）。
表2-2 磷酸铁锂相关产业政策
（续）
国内磷酸铁锂电池的发展可以分为3个阶段：
阶段一：2009～2016年，国补支撑新能源汽车行业发展。2009年，国家推出补贴政策推动新能源汽车行业发展，早期政策偏向商用车，磷酸铁锂因其安全性、循环寿命的优势，占据优势，顺势站稳脚跟。2014～2016年，磷酸铁锂出货量从1.2万吨升至5.6万吨，市场份额维持在70%以上。
阶段二：2017～2019年，国补侧重电池能量密度考核。2017年起，国家首次将电池系统能量密度纳入考核标准，高能量密度、长续航里程成为新能源汽车企业获取补贴的重要考核指标，动力电池企业转向大力开发三元电池，磷酸铁锂市场份额大幅下滑。
阶段三：2019年至今，国补大幅退坡，电池企业陆续推出电池结构优化方案，搭载磷酸铁锂电池的爆款车型陆续推出。从单车补贴额度看，2019年相比于2018年减少50%～70%，并计划在2022年年底彻底退出。与此同时，各电池企业陆续推出电池结构优化方案，如宁德时代推出CTP电池、比亚迪推出刀片电池、国轩高科推出JTM电池，通过优化模组结构从而达到提升能量密度的效果。在此背景下，更具性价比的磷酸铁锂电池重回大众视野，2020年下半年起，比亚迪汉、宏光Mini EV、磷酸铁锂版Model 3等爆款车型陆续上市，带动磷酸铁锂电池在新能源乘用车中的渗透率不断提升。2021年4月，宁德时代董事长曾毓群在上海交通大学校庆上讲话时表示，未来将加大对磷酸铁锂电池的投入。
2020年上半年，我国磷酸铁锂动力电池装机量排名靠前的企业包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、瑞浦能源和亿纬锂能，前五名企业的市场占有率达到93.4%，较2019年下降1个百分点。
高工产研锂电研究院（GGII）数据显示，2020年我国磷酸铁锂正极材料市场出货竞争格局变化大。市场集中度有所提升，前六名企业的市场占有率达92.2%。湖南裕能、德方纳米、湖北万润、贝特瑞出货量均同比上升，尤其是湖南裕能出货同比增长超过150%，以25.0%市场占有率排名行业第一，出货量大幅增长主要是受宁德时代、比亚迪等电池企业需求大幅提升带动。受市场需求快速增长以及头部企业产能限制，中小企业出货增多，行业前六名企业出货量占比降至68%，湖南裕能市场占有率为21%，仍居行业首位，德方纳米、湖北万润分别位列第二、第三。
据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据显示，2020年磷酸铁锂电池装机量累计24.4GWh，同比增长20.6%，占总装机量38.3%，同比增长15.6%，是装机量整体增长的主要驱动力，而同期三元电池装机量同比下降4.1%。分季度看，2020年第四季度磷酸铁锂电池装机量共计14GWh，同比上升149.3%，环比上升69.1%，同期三元电池装机量同比仅上升32.3%，环比上升2.2%。磷酸铁锂电池装机量占比从2020年年初的12.83%提升至53.51%，增长趋势显著。
磷酸铁锂电池以高安全性、长循环优势成为电化学储能市场的不二之选。国内储能市场尚处发展初期，应用领域以大型电力储能为主，其中电化学储能增长潜力较大。据CNESA统计，2020年全球新增已投运电化学储能装机规模为2726.7MW，累计达14.2GW，同比增长49.6%，其中，锂离子电池的累计装机规模最大，达到了13.1GW。储能电池的使用场景复杂，对电池的安全性和循环寿命的要求较高，因而磷酸铁锂电池相比三元电池更契合储能需求。
配套新能源发展，储能市场有望快速增长。储能按照应用场景主要分为发电侧、电网侧、用户侧。目前国内储能装机以大型电力储能为主，河北、河南、湖北、湖南、山东、青海等十余个省区市对配套比例出台强制要求，风光发电配套储能增长相对较快。受益于“双碳”目标的推动，配套风光发电、配套电网服务以及用户用电需求，储能市场有望快速发展。
动力应用方面，磷酸铁锂电池凭借成本优势，结合CTP、刀片、JTM等技术创新不断突破上限，全球范围内进一步打开应用空间，打造销量爆款。非动力领域，2020年受5G基站建设加快以及国外家用储能市场增长带动，储能锂电池出货同比增长超50%。
我国电池企业凭借磷酸铁锂、CTP技术创新引领发展趋势，进一步提升全球竞争力，加快出海速度。从技术储备来看，宁德时代凭借在结构创新和材料体系上完善的技术布局获得领先的全球竞争优势，比亚迪和国轩高科分别通过刀片和JTM等结构创新拓展磷酸铁锂应用范围。
（1）CTP（Cell to Pack，无模组动力电池包）技术
将电芯直接集成至电池包，省去模组环节可以有效提升电池包的空间利用率和能量密度。宁德时代率先推出的CTP电池包较传统电池包体积利用率提高15%～20%，零部件数量减少40%，生产效率提升了50%，系统成本降低10%，冷却性能提升10%。在能量密度上，传统电池包的能量密度平均为140～150Wh/kg，CTP电池包的能量密度则可达到200Wh/kg以上。宁德时代研发联席总裁梁成都在2020世界新能源汽车大会上介绍，公司计划于2022年实现无热扩散的CTP电池技术。宁德时代CTP电池包现已配套北汽新能源、蔚来、戴姆勒等车企。
宁德时代的CTC（Cell to Chassis）技术，即将电池集成至底盘，可视为CTP技术的进一步延伸。CTC技术不仅对电池进行重新排布，还会纳入三电系统，通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗，目标是在2030年前完成技术开发。据宁德时代乘用车解决方案部总裁林永寿在第五届动力电池应用国际峰会上的介绍，采用CTC技术的新能源汽车整车可减重8%，动力系统成本至少降低20%，续航里程提升至少40%至1000km，百公里电耗降低12kWh。基于宁德时代和长安汽车、华为共同打造全新高端智能汽车品牌的合作关系，以及长安新能源规划突破CTV（Cell to Vehicle）、MTV（Module to Vehicle）关键技术，宁德时代CTC技术有望加快产业化进度。
（2）刀片电池
比亚迪刀片电池改变了电芯排布方式和结构，使得电池包形状薄而长，采用无模组化设计，电芯长度范围从435mm到2500mm，具有高安全、长续航、长寿命的特点，与传统电池相比，体积比能量将会增加50%，成本下降30%，续航里程达到600km，寿命长达8年120万km。比亚迪磷酸铁锂刀片电池于2020年3月量产，搭载的首款车型为2020年7月上市的比亚迪汉EV，后续将搭载2021款唐EV和宋Plus EV以及滴滴定制车型D1等车型。
（3）国轩高科JTM（Jelly Roll to Module，从卷芯到模组）技术
作为一种全新的卷芯到模组集成技术，可大幅降低生产周期及电池成本，同时电池及模组零部件也将显著减少。据国轩高科介绍，该技术兼具低成本和高成组效率，单体到模组成组效率可超过90%。使用磷酸铁锂材料体系的模组能量密度可接近200Wh/kg，系统能量密度为180Wh/kg，可达到高镍三元电池的水平，工艺简单易形成标准化模组，具有较强适应性，可兼容不同模组的尺寸规格。
磷酸铁锂行业竞争以成本为核心。磷酸铁锂材料相较三元材料技术难度较低，投产周期较短，随着下游电池厂商推动行业供给出清，行业竞争逐渐以成本为核心，高效益、低成本的产品才能拥有终极竞争力。锂源、磷源和电费是磷酸铁锂成本的主要构成部分。据德方纳米的招股说明书介绍，以碳酸锂和前驱体为主的原材料占总成本比例接近70%，磷酸铁锂成本和性能主要取决于前驱体的材料体系和制备工艺。此外，电费、水费等能源成本也是重要构成部分，其中用电成本约占总成本比例10%，主要取决于区位，例如，云南地区大工业用电单价低至0.3496元/kWh，使德方纳米位于云南曲靖的基地享有较低的用电成本。
磷酸铁锂制备工艺百花齐放（见图2-12）。根据主流磷酸铁锂企业的情况，可以将生产工艺分为固相法+磷酸铁、固相法+草酸亚铁、液相法+硝酸铁这三种路线。固相法+磷酸铁工艺简单，产品克容量较高，但相比液相法，物料混合不均匀，且较为依赖磷酸铁产能；固相法+草酸亚铁路线工艺简单，制成材料压实密度较高，循环衰减较少，具有较高的挖掘潜力，但生产安全风险较高；液相法+硝酸铁技术能够让物料在溶剂中均匀混合，产品一致性高，且缓解前驱体供应瓶颈，但生产管控难度较大。工艺路线直接决定生产成本及其下降潜力。草酸亚铁供应链配套不足，使得铁源成本高于其他路线；磷酸铁制备过程中需要氨水（氨法）或氢氧化钠（钠法）调节pH值，氨水单吨成本比氢氧化钠更低，但出于环保原因，生成的副产品硫酸铵无法直排而产生环保成本，通过硫酸铵外售可补贴部分后处理成本；液相法采用工业级碳酸锂，成本较低，但因使用硝酸，后续也会产生氮氧化物副产品，环保要求高，工艺控制难。
磷酸铁锂的产业链涉及锂源、铁源、碳源和磷源，从磷酸铁锂正极到磷酸铁锂电池，以及应用到后端的电子设备、电动工具、新能源汽车和储能领域（见图2-13）。从经营模式上看，如能将从电池材料到电芯、电池成组技术，再到电动汽车和储能运用各个环节全部打通，将形成强大的竞争优势，但产业链过长又将会造成技术和资本的双重压力。因此，无论从技术还是从投资和经营的角度来看，磷酸铁锂电池产业化都有一定的复杂性。
图2-12 磷酸铁锂的制备工艺比较
图2-13 磷酸铁锂上下游产业链图
磷酸铁锂材料毛利率逐渐走低，降本空间打开将提振行业盈利能力。以德方纳米为例，伴随碳酸锂价格的持续下跌，行业单季度毛利率和净利率自2019年以来呈现下滑趋势。随着后续新工艺新产能规模的不断扩大，以及企业新工厂电费降低，贴近上游磷源、铁源，行业成本可能进一步下探，盈利有望扩张（见图2-14）。
图2-14 磷酸铁锂产业链的基本情况
天齐锂业是以锂为核心的新能源材料企业。公司业务涵盖锂产业链的关键阶段，包括硬岩型锂矿资源的开发、锂精矿加工销售以及锂化工产品的生产销售。作为全球领先的锂产品生产商，天齐锂业以西澳大利亚州格林布什锂矿和四川雅江措拉锂矿为资源储备，确保公司能获得稳定的低成本优质锂原料供应。2020年公司碳酸锂生产成本为3.75万元/t，在业内处于较低水平。现阶段主要依托射洪天齐、江苏天齐和重庆天齐提供碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂及金属锂产品，中期锂化工产品规划产能合计超过11万t/年；泰利森锂精矿建成产能达134万t/年，规划产能达194万t/年。
硫酸法钛白粉企业副产物硫酸亚铁是磷酸铁锂生产原料中的铁源。单吨钛白粉生产约能产生近3t硫酸亚铁，大量硫酸亚铁固废处理困难，堆放处理会造成环境污染问题，且浪费资源。硫酸亚铁固废经过前处理后，可用于生产电池级磷酸铁，进而生产磷酸铁锂电池材料，提高了资源利用率，降低了磷酸铁锂生产的原料成本，协同效应显著。按2021年上半年原料市场均价核算，相比铁源外购企业，铁源自给可节省单吨成本1676元。随着硫酸亚铁制备磷酸铁锂电池材料的工艺路径逐渐打通，为整个钛白粉行业带来了机遇，部分企业硫酸亚铁提纯产品外卖，而另一些企业则凭借资源优势，乘机切入新能源电池材料领域。
国内磷矿石主要分布于湖北、贵州、云南、四川四省，根据百川盈孚数据，2020年国内磷矿石产量为8194万t，这四省产量分别为3695万t、1871万t、1579万t、742万t，合计占比约96%，产量非常集中。而国内磷矿石企业格局则较为分散，2017年行业前四位占比仅30%，而随着各地收紧磷矿生产开发，小型矿山逐步退出将推动行业资源集中化。
磷化工产业集中度较高。磷化工是以磷矿石为原料，经过物理化学加工制得各种含磷制品的工业，产品主要包括磷肥、含磷农药、元素磷、磷酸、磷酸盐、有机磷化物等。根据中国磷复肥工业协会数据，国内磷肥产量中44%是磷酸二铵，41%是磷酸一铵，为主要磷肥。而国内磷肥第一梯队企业为云天化和贵州磷化，2019年的市占率分别为17.2%和15.8%，远高于第二梯队企业新洋丰、湖北宜化、湖北祥云等。根据卓创资讯数据，国内磷酸一铵第一梯队企业为湖北祥云、新洋丰，2020年市占率分别为11.5%和10.5%，磷酸二铵格局则更加集中，云天化、贵州磷化为第一梯队企业，2020年市占率分别为21.4%和18.7%。