炼钢高碳锰铁(有色金属锰行业深度报告：不容忽视的第四种电池金属)

Posted 2023-06-01

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炼钢高碳锰铁(有色金属锰行业深度报告：不容忽视的第四种电池金属)

（报告出品方/作者：中信证券，敖翀、拜俊飞、商力）

1 锰行业概况

锰元素的基本信息：锰是银白色脆性金属，元素符号 Mn，原子量为 54.94，密度为 7.3g/cm3，熔点为 1244℃，沸点为 1962℃。锰是人类所必需的微量元素之一。

锰矿物的组成及分类：锰资源广泛分布于陆地和海洋中，锰在自然界以氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐、硅酸盐和硼酸盐等状态产出。在冶金工业中，锰矿按照矿石类型可分为氧化锰矿和碳酸锰矿，按含锰量高低可以分为富锰矿和贫锰矿，我国将含锰量在 30% 以上的成品矿石称作富锰矿。

锰的应用领域：作为重要的工业原料，锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业、医学等领域。钢铁行业是锰下游主要的应用领域，锰主要用作炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂和合金元素。近年来锰在电池领域的应用得到市场关注，传统的锌-锰电池主要使用电解二氧化锰（EMD）作为正极，锰也是动力电池正极材料如锰酸锂、镍钴锰酸锂等重要的组成元素。

锰的产业链：锰产业链可分为两大部分：1）电炉加焦炭还原锰矿石获得锰合金，主要有高碳锰铁、中低碳锰铁、硅锰合金等，用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂；2）硫酸浸出锰矿石制备硫酸锰，再经电解、除杂或氧化等工艺后获得各类高纯锰化合物。其中电解二氧化锰可用作干电池正极材料（碱锰型等）和锂电池正极材料（锰酸锂型）；电解金属锰的主要市场是特钢、不锈钢和合金的生产，也可用于制造其他锰化合物如高纯硫酸锰；高纯硫酸锰主要用作锂电池正极三元材料的前驱体原料。

2 锰在正极材料中的应用分析

富锂锰基正极材料

富锂锰基材料比容量高，成本低，安全性更好。根据《富锂锰基正极材料结构优化及晶面调控研究进展》（周建峰等）分析，在富锂锰基材料充电过程中，随着 Li+的迁移，过渡金属离子化合价发生变化以保证体系电荷补偿，使其具有超高的比容量，可以达到 300mAh/g，几乎是目前已商业化正极材料实际容量的两倍，因此其被视为下一代锂离子电池最有前景的正极材料之一。同时富锂锰基材料以较便宜的锰元素为主，贵重金属含量少，与常用的钴酸锂和镍钴锰三元系正极材料相比，不仅成本更低，而且安全性更好。

富锂锰基材料存在首次不可逆容量损失、倍率性能差、循环过程电压衰减等缺点。富锂锰基材料在实际充放电过程中存在以下问题：1）由于富锂锰基材料首次充电结束后净脱出 Li2O，在随后的放电过程中不能返回到晶格中，造成不可逆的容量损失。2）富锂锰基材料中的氧离子在大电流条件下反应不充分，导致其倍率性能较差。3）在充电过程中 Li+迁移的同时，过渡金属离子会自发地向锂层迁移，导致脱出的 Li+不能回到原位，材料结构逐步从层状向尖晶石相转变，导致循环过程中电压衰减且循环寿命低。

国内已有多家公司储备了富锂锰基材料的生产技术。根据相关公司公告，容百科技、当升科技等正极材料企业均提前布局了富锂锰基材料的研发，目前已进入小试阶段，并积极配合相关客户在公司现有产线进行产品性能优化及工艺放大实验。另外，振华新材、中伟股份、昆工科技、天原股份、国轩高科、多氟多等公司也开展了富锂锰基材料（前驱体）的研发项目，目前正积极探索其商业化的可行性。

橄榄石型磷酸锰锂和磷酸锰铁锂正极材料

磷酸锰铁锂材料是磷酸铁锂材料重要的升级方向之一。橄榄石型磷酸盐正极材料的典型代表磷酸铁锂（LiFePO4，LFP）是目前广泛使用的动力电池正极材料。根据《共沉淀法制备磷酸锰铁锂及其电化学性能研究》（马国轩）分析，磷酸锰锂（LiMnPO4，LMP）与 LFP 具有相似的橄榄石型结构，相比于 LFP 3.4 V 的电极电势（对于 Li+ /Li）而言，LMFP 的电极电势为 4.1 V（对于 Li+ /Li），因此其具有比 LFP 高约 15~20%的理论能量密度。但是 LMP 导电性极差，几乎属于绝缘体。为了解决 LFP 放电电压低和 LMP 导电性能差的问题，通常将两种材料按一定比例复合形成磷酸锰铁锂材料（LiFeXMn1-XPO4，LMFP）。磷酸锰铁锂被认为是磷酸铁锂材料未来最具竞争力的升级材料之一。同时 Fe、Mn 等元素在自然界中含量非常丰富，原材料易获取且成本低廉。

通过碳包覆等材料改性技术，LMFP 的产业化进程加速。由于 LMP 材料的电子电导率（<10-10 S/cm）和离子迁移率（<10-16 cm2s -1）均低于 LFP，因此含有锰元素的 LMFP 材料的放电比容量和倍率性能较差。在过去二十年间，通过元素掺杂、表面涂覆、材料复合等方式，LMP 和 LMFP 正极材料的电导率问题得到了有效改善。增强 LMFP 导电性能的办法有：（1）掺杂其他元素，如 Mg、Zr、Co 等，改善离子传输性能；（2）在电极材料表面涂覆碳等涂层，提高颗粒之间的导电性；（3）优化合成方法，制备纳米级别的 LMFP 材料来缩短 Li+的迁移距离等；（4）与其他正极材料制备复合电极等。

磷酸锰铁锂与其他正极材料混用其产业化的重要方向。得益于高电压的突出优势，磷酸锰铁锂材料除了单独使用外，还可以与现有的正极材料进行混掺，发展出丰富多样的应用场景。例如将磷酸锰铁锂和三元材料进行混掺，材料不仅具备更好的循环性能和安全性，成本也能得到下降。磷酸锰铁锂和锰酸锂的混掺更是使得锰酸锂重新适用于车用动力电池材料。磷酸锰铁锂与其他正极材料的混掺使用使得其产业化进程在各类锰基正极材料中具备领先性，也拓宽了材料的应用场景。

国内多家企业布局磷酸锰铁锂材料，德方纳米进度领先。德方纳米在 2021 年和 2022 年与云南省曲靖经开区管委会分别签订了新建年产 10 万吨和年产 33 万吨新型磷酸盐系正极材料生产基地项目的投资协议，总投资约 100 亿。鹏欣资源参股公司江苏力泰现有 2000 吨 LMFP 生产线，2020 年起已向客户小规模销售 LMFP 产品。除此之外，当升科技、光华科技、百川股份等公司均布局了 LMFP 材料的研发生产。

尖晶石型锰酸锂正极材料

尖晶石正极材料包括锰酸锂（LiMn2O4，LMO）和镍锰酸锂（LNMO）两种，均属于立方尖晶石结构。根据《锂离子电池高电压正极材料镍锰酸锂的第一性原理研究》（陈宇阳）分析，LMO 中 Mn 的平均价态为+3.5 价，实际上为等比例的+3 价与+4 价，其充放电活性便是 Mn3+/Mn4+氧化还原电对的贡献。目前 LMO 已在锂电池领域得到广泛的应用，根据中国有色金属工业协会锂业分会的统计，2021 年 LMO 材料出货量达到 11.1 万吨，占中国正极材料市场的市场份额为 10%。

LMO 材料具有原料丰富、成本低、安全性高、制备工艺简单等优点。根据《锰酸锂 —石墨电池容量衰减过程及其调控方法的研究》（詹纯）分析，LMO 可通过碳酸锂（Li2CO3）和二氧化锰（MnO2）通过高温固相法一步合成，步骤简单且工艺成熟。另外，LMO 的热稳定性好，不存在 LiCoO2、LiNiO2 等材料受热分解并引发爆炸的安全问题。LMO 还具有相对较高的工作电位（4.0 V），一定程度弥补其容量密度上的不足。

LMO 材料存在比容量较低和循环性能差的缺点。锰酸锂的比容量约为 120mAh/g，低于目前成熟的三元材料。根据《锂离子正极材料尖晶石锰酸锂的掺杂及其表面包覆》（樊学峰）分析，在电池循环过程中，固态的 Mn3+容易发生歧化反应，产生的 Mn2+溶解在电解液中，造成电极材料的消耗。此外，LMO 的晶格结构在反应过程中会发生畸变，从而对材料造成破坏。电解液中的氢氟酸杂质也会与 LMO 发生反应造成 Mn 元素的大量损失，最终影响 LMO 材料循环后的电化学性能。

中国锰酸锂出货量逐年上升，多用于轻型动力领域。根据 EV Tank 调研统计， 2016-2021 年中国锰酸锂出货量逐年上升，年均复合增长率超过 30%，2021 年出货量达 11.1 万吨。由于锰酸锂比容量较低，多用于轻型动力领域。根据高工锂电数据，锰酸锂材料是二轮车电芯市场出货量最大的锂电产品，2020 年市场份额达到 45%。

尖晶石型镍锰酸锂正极材料

尖晶石型镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4，LNMO）可看做锰酸锂（LiMn2O4）中四分之一的 Mn 被 Ni 取代而形成的。LNMO 中由于镍的引入，锰完全以+4 价的 Mn4+离子形式存在，在充电到 4.3 V 时，Mn3+的平台完全消失；继续充电到 4.9 V 时，Ni2+可以氧化成 Ni3+再到 Ni4+，在 4.7 V 时显现容量，因此 LNMO 具有高电压特性。

LNMO 材料结构稳定、具有高电压平台、高比能量密度和良好的循环性能。LNMO 材料通过用 Ni 取代了四分之一的 Mn 元素，因而获得了高工作电压的特性。而这种高电压特性恰好满足了锂离子电池高比能量密度和高比功率密度的需求，同时 LNMO 也具有良好的循环可逆性，因此其在大容量锂电池领域拥有良好的应用潜力。从原材料角度出发，由于不含价格昂贵的钴元素，且镍元素的含量很低，因此相比于高比容量的三元材料，LNMO 具有更好的成本优势。

LNMO 材料在高电压下电解液的分解和电极/电解液界面的副反应严重制约了其规模化应用。由于 LNMO 的电位平台高达 4.7 V，已经超过了常规电解液 1~4.5 V 的稳定电势窗口，会导致电解液的氧化分解。另一方面，LNMO 在充电态下会形成具有强氧化性的 Ni4+，也会加剧电解液的氧化分解，并在电极/电解液界面形成阻碍锂离子脱嵌的界面膜，造成电池性能的衰减。目前可采用元素掺杂、表面包覆等改性手段提升 LNMO 材料的电化学性能，推动其进一步发展。

目前仅有少量企业能够量产镍锰酸锂电池。2020 年 5 月，蜂巢能源发布两款镍锰酸锂电芯产品，能量密度超过 240Wh/kg，2021 年公司 LNMO 正极材料正式量产下线。根据容百科技 2021 年三季度报告，目前公司 LNMO 材料的小试工艺已经成熟，正积极推进性能优化及工艺放大实验。

层状三元正极材料

层状正极材料包括钴酸锂和三元正极材料。钴酸锂（LiCoO2，LCO）是层状正极材料的最典型代表，是目前最成熟的正极材料之一。三元正极材料是在 LCO 材料的基础上发展而来，其结构通式为 LiNixCoyMnzO2（NCM），可以看作 Ni 和 Mn 元素取代了 LCO 中 Co 元素的位置形成的。三元正极材料具有良好的循环性能，高放电比容量和优异的安全性能，已成为动力电池正极材料的主流技术路线之一。

高镍化是三元正极材料最重要的发展趋势之一。三元材料中镍钴锰的含量对其性能影响非常大，其中，Ni 元素有利于放电比容量的提高；Mn 元素对结构起稳定作用，提高材料安全性的同时可以降低成本；Co 元素可缓解材料极化以及提高倍率。由于镍含量提高可以提升三元电池的能量密度，缓解电动车的“里程焦虑”，因此“高镍化”成为三元正极材料技术路线变化的最重要趋势之一。

2021 年高镍三元正极材料渗透率快速提升。根据 EV Tank 统计的数据，中国三元正极材料出货量保持高速增长，2021 年共计出货 42.2 万吨，同比增长 79.6%。2021 年以来，中低镍材料受到磷酸铁锂的冲击显著，高镍三元材料则受益于性能优势和海外订单走强出货量快速上升。根据鑫椤资讯数据，2021 年中国高镍三元材料出货量占比达到 38.3%，此前占据主流的 523 型材料则降至 50%以下。预计未来高镍三元材料的渗透率还将保持上行，成为三元正极材料行业的主流产品。

钠离子电池用含锰材料

钠离子电池与锂离子电池结构类似，锰元素可广泛用于钠离子电池正极材料中。目前研究的钠离子电池正极材料主要包括过渡金属氧化物体系、普鲁士蓝化合物体系、聚阴离子化合物体系等。2010 年以来，钠离子电池受到了产业界的广泛关注。国内公司中中科海钠、宁德时代、浙江钠创等公司均对钠离子电池产业化进行了相关布局并取得了重要进展。根据上述公司提供的专利文件，其钠离子电池使用的正极材料为 NaxMO2（M 为 Mn、 Fe、Co 等过渡金属）层状金属氧化物或 NaxM[M’(CN)6]的普鲁士蓝化合物，锰元素均在其中发挥了重要的作用。（报告来源：未来智库）

锰基正极材料的合成方法

锰基正极材料的制备方法有固相合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法法等。（1）固相合成法可将前驱体反应物按照相应的比例通过搅拌研磨等方法混合均匀，在惰性气氛下高温烧结一定时间后，通过冷却、粉碎、研磨等过程获得最终的正极材料。（2）共沉淀法则是将沉淀剂加入含 Mn2+等离子的水溶液中，通过对沉淀物过滤、洗涤、热分解等步骤得到正极材料。（3）溶胶凝胶法是将各原料进行液相混合，通过成胶、凝胶等工艺形成均一稳定的溶胶体系，再经过干燥、烧结后可以得到正极材料。（4）水热法和溶剂热法是将原料加入到水热釜中，以一定温度和压力使原材料再结晶，然后自然冷却到室温。将产品过滤、洗涤、干燥、退火，最终可得到纳米级正极材料。

工业上常用固相反应法、共沉淀法生产正极材料。固相合成法生产过程简单、产量高，是目前商业化生产正极材料的最主要手段之一，共沉淀法具有沉淀物化学成分均一、易制得纳米颗粒、颗粒形貌可控等优点，是最主要的前驱体合成工艺。溶胶凝胶法反应简单、所制得的材料颗粒均匀，但这种方法需要使用有毒的有机溶剂，成本高昂、产率低，难以用于工业生产。水热法可以制得粒度小的颗粒，且颗粒分布均匀、团聚少，但是巨型反应釜设计困难，因此其产能较低，难以用此方法进行大规模工业生产。

锰酸锂正极材料主要使用固相法合成。固相法生产锰酸锂材料的方法是将二氧化锰和碳酸锂充分研磨后，转移到高炉中高温焙烧，首先以 550℃保温 4 小时，一方面可以使二氧化锰充分转化成三氧化二锰，另一方面可以形成饱和的碳酸锂蒸汽，促进两种原料的充分接触，之后在 800℃恒温 8 小时即可生成尖晶石 LMO 材料。

三元正极材料主要由共沉淀法+烧结工艺制备。与锰酸锂的制备相比，三元正极材料生产首先要使用共沉淀法制备粒径小、混合均匀的前驱体，先将硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴配置成硫酸盐混合溶液，通过加入氢氧化钠或氨水将金属离子沉淀下来，通过对沉淀物过滤洗涤干燥获得前驱体，再与氢氧化锂或碳酸锂混合后进行 550℃的预煅烧和 850℃的煅烧，可以制得三元正极材料。通过调整前驱体中各金属元素的比例，可以获得不同 Ni、Co、 Mn 含量的三元正极材料。

共沉淀法有望成为锰基正极材料的重要合成工艺。固相合成法是目前商业化生产正极材料最主要的工艺，但存在材料粒径较大且难以控制等问题。共沉淀法具有沉淀物化学成分均一、易制得纳米颗粒、颗粒形貌可控等优点，使用共沉淀法制备前驱体再经过烧结获得正极材料或将成为未来锰基正极材料的主流合成工艺。

锰基正极材料对比：几种锰基正极材料中，LMO 和 NCM 材料综合性能较好，容易进行工业化生产，目前已成为动力电池市场主流。近年来随着改性技术的进步，LMFP 材料的产业化进程显著加速，与成熟正极材料的掺混有望使其成为新型锰基正极材料中最先实现产业化的品种。富锂锰基材料由于超高的比容量具有巨大的发展潜力，但其具有首次不可逆容量损失、循环过程中电压衰减等缺点，对其改性技术较为复杂，目前产业化难度较大。LNMO 具有超高的工作电压及比能量密度，有望成为下一代高性能锂离子电池材料之一，但由于目前无匹配的电解液，产业化难度同样较高。

3 需求分析：技术变革将带动电池用锰量激增

锰下游需求以钢铁和电池为主

钢铁行业用锰占据绝对主导地位。根据国际锰业协会数据，2020 年全球 88%的锰矿石被制成锰合金，8.3%被制成金属锰，电解锰和硫酸锰产量占比均为 1.7%，其中高纯硫酸锰（主要用于生产动力电池正极材料）占比仅有 0.3%；按下游应用领域分类，2020 年钢铁行业消耗了全球锰产品的 97%，普通电池用锰量占比为 1.7%，锂离子电池用锰量占比仅有 0.4%。当前锰的消费结构中钢铁领域用量占据绝对主导地位。

预计到 2025 年，全球钢铁冶金行业对锰的需求量将达到 2230 万吨。根据世界钢铁协会数据，2018-2021 年全球粗钢产量分别为 18.27/18.7518.80/19.52 亿吨，CAGR 为 1.7%。国家统计局数据显示，2021 年我国粗钢产量为 10.33 亿吨，同比下降 3.0%。考虑到中钢协提出到 2025 年全国粗钢产量将降至 10 亿吨以下，我们预计未来中国粗钢产量将小幅下滑，全球粗钢产量将保持小幅增长态势。我们预计 2025 年全球钢材产量将达到 2.03 亿吨，钢材中平均含锰量约为 1.1%，据此测算 2025 年钢材冶金行业用锰量预计为 2230 万吨，2021-2025 年 CAGR 为 1.5%。

预计到 2025 年，全球锌锰电池行业对锰的需求量为 45.5 万吨。根据 Fortune business insights 数据，2020 年全球碱性电池市场规模为 75.8 亿美元，碳性电池市场规模约 17.6 亿美元，整体锌锰电池市场规模超过 90 亿美元，对应电池销量约为 820 亿只。在家用医疗器械、智能家居等新兴领域的拉动下，Fortune business insights 预计全球碱性电池市场将保持 4.8%增速，碳性电池将保持 1.1%增速。据此推算 2025 年全球锌锰产量为 910 亿只。以单只锌锰电池含锰量 5g 计算，预计 2025 年全球锌锰电池用锰量为 45.5 万吨， 2021-2025 年 CAGR 为 2.1%，市场整体保持低速增长。

预计到 2025 年，全球锂离子电池行业对锰的需求量将达到 30.8 万吨。尽管受到三元材料高镍化趋势影响，三元电池单体锰用量呈现下滑趋势，但受益于三元电池整体出货量的提升，三元正极材料用锰量仍将保持增长。传统的锰酸锂电池则将继续受益于电动两轮车等细分领域的需求增长，出货量保持稳步提升趋势。我们预计 2025 年全球三元正极材料和锰酸锂材料用锰量将增至 30.8 万吨，接近 2021 年 3 倍的水平，2021-2025 年 CAGR 为 32.2%，成为锰下游消费增速最高的领域。

正极材料技术路线变更将带动电池用锰量快速增长

不同类型锰基正极材料含锰量：目前市面上最广泛使用的三元镍钴锰电池中，锰元素含量普遍小于 20%。而在锰酸锂（LiMn2O4）、镍锰酸锂（LiNi0.5Mn1.5O4）正极材料中，锰含量约为 61%和 45%，是这两种材料的主要构成金属元素。对于磷酸锰铁锂（LiMnxFe1-xPO4，x 取 0.3）和富锂锰基（xLi2MnO3·(1-x)LiMO2，x 取 0.5，M 为 Ni、Co、 Mn）正极材料，由于二者的化学式并不固定，通常认为锰含量约在 10%与 34%。

受益于锰基正极材料渗透率提升，2035 年动力电池行业用锰量有望超过 100 万吨。根据彭博新能源财经（Bloomberg NEF）预测，2030/2035 年全球动力电池装机量有望达到 2600/4500 GWh。以磷酸锰铁锂和富锂锰基为代表的锰基正极材料在动力电池领域的渗透率有望逐渐提升。基于不同的渗透率假设，我们测算了 2030 年和 2035 年动力电池行业用锰量。在乐观/中性/悲观场景下，预计 2035 年全球动力电池用锰量将达到 156/124/99 万吨。中性场景下，预计 2035 年全球锂离子电池行业锰用量将达到 2021 年的 10 倍以上。

预计 2035 年锂电池用锰量占比将上升至 5%。我们预测到 2025 年，全球锰消费结构的主体仍为钢材，约占全球锰消费总量的 95%，锌锰电池和锂离子电池占比分别为 2%和 1%。随着动力电池装机量的快速增加以及新型锰基正极材料的渗透率提升，到 2030 年锰电池用锰量占全球锰消费结构的比例有望上升到 3%，2035 年预计将上升至 5%。由于钢铁行业用锰量基数较高，钢铁行业用锰仍将占据锰下游消费的主导地位。

4 供应分析：电池用锰原料易出现结构性短缺

国内锰矿原料进口依赖度高

全球锰矿资源主要分布于南非、巴西、澳大利亚等国。锰在地壳中含量在所有元素里排第十二位，丰度为 0.096%。根据美国地质调查局（USGS）数据，2021 年全球已探明的锰矿储量约 15 亿吨（金属量，下同）。全球已探明锰矿储量中，南非占比最高，为 6.4 亿吨，占比为 43%，其次为澳大利亚、巴西和乌克兰，占比分别为 18%、18%、9%。中国拥有 0.54 亿吨锰资源，位列全球第六，占比约 4%。锰矿资源丰富，但各地区资源分布不均，矿石品位差异也较大。富锰矿集中在南非、加蓬、巴西、印度和澳大利亚，品位一般在 35%~50%。乌克兰、中国、加纳等国以低品位锰矿为主，品位大多低于 30%。

全球主要锰矿产地为南非、澳大利亚和加蓬。南非拥有全球最多的锰矿储量，同时也是最大的锰矿生产国，据 USGS 数据显示，2021 年全球锰矿产量为 2000 万吨，同比增长 5.8%。其中南非的锰矿产量为 740 万吨，占全球产量的 37%，加蓬和澳大利亚的产量分别为 360 万吨和 330 万吨，占比分别为 18%和 16%。中国是全球第四大锰矿生产国， 2021 年产量为 130 万吨，产量占比为 7%。

我国锰矿资源主要集中在贵州、广西等西南省份。根据自然资源部发布的《中国矿产资源报告（2021）》，截至 2020 年底，我国累计查明锰矿石资源储量 2.13 亿吨，较上一年增加 3172 万吨。我国锰矿主要集中在桂西南、遵义、湘南、桂中、湘中、黔东-湘西、滇东南、城口和阿克陶-乌恰等 9 个锰矿矿集区，贵州、广西和湖南是我国锰矿资源最丰富的省份，也是我国锰产业的主要聚集区。

中国锰矿矿床规模以小型矿床居多，产出锰矿品位偏低。根据《中国锰业存在的主要问题及对策建议》（黄屹）一文内容，我国已勘查的锰矿床中以中小型矿床为主，难以利用现代化技术开发利用。此外，国内锰矿贫矿多，富矿少，质量普遍较差。全国锰矿石锰品位平均只有 21.4%，符合国际商品级的富矿石（锰品位≥48%）占比极低，富锰矿石（氧化锰矿石锰品位≥30%，碳酸锰矿石锰品位≥25%）资源储量仅占全国资源储量的 6.7%。因此，我国锰矿产量虽然较高，但品位显著低于进口锰矿原料。

我国锰矿进口依存度高，2021 年超过 90%。2021 年我国锰矿产量为 130 万吨，同年锰矿进口量为 2996.8 万吨，对外依存度高达 95.7%。我国虽然是全球主要的锰矿生产国之一，但由于自产锰矿石品位低，下游各类锰产品的生产主要以进口高品位锰矿石为原料。我国锰矿石进口依赖度常年维持在 90%以上，主要进口国包括南非、澳大利亚、加纳、加蓬、巴西等。其中从南非进口量最大，2021 年占比达到 47%。

国内电解锰产量下滑，高纯硫酸锰供应扰动加大

电解金属锰及锰系合金

我国主要的锰系合金产品为锰铁合金、硅锰合金、金属锰等，以上产品为锰矿石深加工的主要产品，90%以上的锰矿石用于生产此类产品，其中锰铁合金、硅锰合金主要利用进口高品位氧化锰矿加工而成。根据《2020 年全球锰矿及我国锰产品生产简述》（覃德亮）一文数据，2020 年我国硅锰合金产量为 1177 万吨，锰铁产量为 189 万吨，电解锰产量为 150 万吨。我国是全球最大的锰系合金生产国和消费国。

2021 年受行业供给侧改革和缺电等因素影响，中国电解锰产量显著下滑。2017-2020 年我国电解锰产量维持在 150 万吨左右。2020 年 10 月，全国锰业技术委员会电解金属锰创新联盟正式成立，开启了电解锰行业供给侧改革。2021 年 4 月电解锰创新联盟发布了《电解金属锰创新联盟产业升级方案（2021 年版）》，为了保证产业升级的顺利完成，联盟提出了全行业进行 90 天停产升级的计划。2021 年下半年以来，电解锰主产区西南各省份受缺电影响产量下滑。根据联盟统计数据，2021 年全国电解锰在产企业有 49 家，合计产量 130.38 万吨，较 2020 年减少了 19.75 万吨，同比下滑 13.2%。

国内电解锰行业市场集中度较高，龙头企业宁夏天元锰业领先优势显著。根据锰技会电解锰创新联盟发布的《2021 年电解锰行业分析》显示，我国电解锰十大生产企业为宁夏天元锰业、贵州武陵锰业等。2021 年十大企业产量合计 97.34 万吨，占全国总产量比例为 75%。其中宁夏天元锰业 2021 年产量达到 47.74 万吨，单一企业产量占比达到 37%，处于绝对领先水平。

电解二氧化锰

2020 年以来我国电解二氧化锰产量增长显著。根据《2020 年全球锰矿及我国锰产品生产简述》（覃德亮）一文数据，2020 年中国电解二氧化锰产量达到 35.1 万吨，同比增长 14.3%。2020 年受到下游一次电池企业需求拉动，电解二氧化锰市场产量出现显著抬升。此外，近年来由于锰酸锂材料出货量持续增加，锰酸锂型电解二氧化锰的市场需求大幅增长，拉动电解二氧化锰产量上行。

湘潭电化是国内最大的电解二氧化锰生产企业。我国电解二氧化锰生产主要集中在湖南、广西、贵州等地，2020 年国内电解二氧化锰产量排名前十的生产商为湖南湘潭电化、广西汇元锰业、广西桂柳化工、贵州红星发展大龙锰业等。其中湖南湘潭电化 2020 年的电解二氧化锰产量达到 10.6 万吨，占国内总产量比例超过 30%，规模优势显著。

硫酸锰

电池级硫酸锰产量稳步提高。根据《2020 年全球锰矿及我国锰产品生产简述》（覃德亮）一文数据，2020 年中国硫酸锰产量达到 47.9 万吨。从生产地域上看，区别于电解锰和电解二氧化锰等产品，硫酸锰的生产区域分布更广，湖南和广西两地产量占比为 44%。用于电池材料生产的高纯硫酸锰产品方面，根据上海有色网数据，2021 年，我国高纯硫酸锰产量为 15.2 万吨，2017-2021 年产量增速为 20%。随着三元正极材料产量的快速增长，市场对高纯硫酸锰的需求增速较快，目前国内高纯硫酸锰占整体硫酸锰的产量比例约为 1/3。

高纯硫酸锰易出现结构性短缺。高纯硫酸锰除直接使用锰矿石进行生产外，用电解金属锰进行酸溶也是主要的生产方式之一。电解锰和硫酸锰的价差成为这一技术路线的核心影响因素。2021 年由于国内电解锰价格暴涨，曾导致国内高纯硫酸锰供应严重不足。考虑到电解锰行业“供给侧改革”持续进行，生产端的扰动或将持续，加上下游需求快速增长，国内高纯硫酸锰的供应挑战依然存在。

5 价格分析：锰产品价格呈现“二元格局”

2021 年电解锰价格暴涨后，2022 年以来价格大幅回落。2021 年上半年，国内电解锰价格维持在 17000 元/吨。下半年由于国内加大“能耗双控”力度，电解锰主产区广西、贵州、云南等地电力短缺，产量急剧下降，加上电解锰创新联盟的停产升级任务，国内电解锰市场出现严重短缺，价格快速上行，至 2021 年 11 月最高达到 44250 元/吨。2021 年电解锰均价为 25700 元/吨，同比增长 122%。2022 年以来，由于下游需求走弱叠加产品运输受疫情影响，电解锰价格快速回落，截至 2022 年 3 月底，电解锰价格回落至 17250 元/吨，年初以来跌幅达到 56%。

国内外锰矿价格走势分化，2022 年进口锰矿价格显著上行。2021 年以来，受金属锰价格暴涨影响，中国国产锰矿的价格快速上行，涨幅最高达到 200%。海外锰矿价格涨幅明显低于国内，2022 年以来，海外进口矿石涨价显著，澳大利亚进口矿价格涨幅接近 50%。由于中国锰矿主要依赖进口，2022 年国内锰生产企业的矿石原料成本预计上升。

2021 年以来锰产品价格出现明显分化，“二元结构”显现。2021 年以来，尽管电解锰价格大涨，但其他锰产品价格并未出现同等程度的上涨，且价格走势也出现分化。2021 年电解锰、锰铁、硅锰、电解二氧化锰和硫酸锰的价格区间涨跌幅分别为 220%、85%、 60%、90%和 70%。各类锰产品价格涨幅明显低于电解锰。2021 年底以来，主要用于钢铁行业的电解锰、锰铁和硅锰价格均出现回落，但主要用于电池领域的二氧化锰和硫酸锰价格则保持上涨。锰在钢铁行业和电池行业中的需求和产品价格走势出现分化，锰呈现出与镍行业相似的“二元结构”。

2021 年电解锰价格过高导致硫酸锰出现结构性短缺。2021 年上半年，电解锰和硫酸锰价格温和上涨，使用电解锰为原料生产硫酸锰具备盈利空间。2021 年下半年由于电解锰价格暴涨，转产硫酸锰的盈利空间消失，导致行业内电解锰酸溶生产硫酸锰的产线被迫停产，硫酸锰供应亦遭遇紧张。2022 年以来，随着电解锰价格快速回落，硫酸锰价格持续上涨，酸溶产线的盈利空间恢复，硫酸锰供应紧张局面有望得到缓解。

6 重点公司分析

湘潭电化

公司简介：湘潭电化科技股份有限公司系湘潭市国资委下属控股企业，于 2007 年 4 月 3 日在深圳证券交易所上市。公司主营业务为生产销售电解二氧化锰和新能源电池材料、城市污水集中处理、工业贸易等。主营产品为电解二氧化锰，分为碳锌电池级、无汞碱锰电池级、一次锂锰电池级、锰酸锂电池材料级和磁性材料级。近年来公司也开始布局锰酸锂、四氧化三锰等锰系新能源电池材料。

营收及净利润：2021 年前三季度，公司实现营业收入 12.63 亿元，归母净利润 1.05 亿元，同比分别增长 41%和 468%。2022 年 1 月 24 日，公司发布 2021 年度业绩预告，预计 2021 年归母净利润为 1.9 亿元-2.5 亿元，同比增长 651%-888%。2021 年公司业绩大幅增长的主要原因是公司电解二氧化锰产品销售单价同比上涨，对联营企业的投资收益同比增加，矿石销售等其他业务收入同比增加。

营收与毛利润结构：2021 年上半年，公司营收中电解二氧化锰产品占比最大，为 47.3%，加上锰酸锂型电解二氧化锰收入合计占比达到 55%。电解二氧化锰也是公司主要的利润来源，2021 年上半年毛利润占比达到 53%。2019 年起，公司新增高纯硫酸锰业务，但收入占比较低。2021 年上半年由于高纯硫酸锰的原材料电解金属锰价格大幅上涨，公司减少硫酸锰的生产销售并新增高纯硫酸镍业务。2021 年上半年公司硫酸镍业务收入和毛利占比分别为 19%和 2%。

锰系电池材料产业链延伸，发挥上下游协同效应。，2021 年 6 月，公司公告关停湘潭锰矿，湘潭锰矿已开采但尚未使用的碳酸锰矿石 38.4 万吨，可供公司鹤岭生产基地使用约 5 年。公司正在湖南、广西等地积极寻求低成本、安全性高且优质的锰矿资源，现已取得湘潭楠木冲锰业有限公司的控股权（51%）和广西靖西市爱屯锰矿普查探矿权，楠木冲锰矿复产后，有望为公司提供资源保障。

公司主营产品为电解二氧化锰，并发力高纯硫酸锰和锰酸锂电池材料。公司是电解二氧化锰行业中产能和产量最大的企业，现有产能为 12.2 万吨/年，2020 年产销量分别为 10.63 万吨、10.73 万吨。2021 年上半年产销量为 5.3 万吨。公司现有高纯硫酸锰产能 1 万吨/年，2020 年产销量为 0.53 万吨。2020 年公司投资设立靖西立劲新材料有限公司，启动 2 万吨尖晶石型锰酸锂电池材料项目建设。2021 年 6 月 14 日，靖西立劲第一条月产 1000 吨的自动化生产线正式投料试车。（报告来源：未来智库）

红星发展

公司简介：贵州红星发展股份有限公司起源于青岛红星化工厂，是首家东西部结合并在西部地区上市的公司。公司控股股东为青岛红星化工集团有限责任公司，持股比例为 35.82%，实际控制人为青岛市国资委。公司主要业务是钡盐、锶盐和锰系产品的研发、生产和销售，其中钡盐和锶盐属无机化工基础材料，锰系产品属电子化学材料。

主营产品及应用领域：公司钡盐产品主要包括多规格专用型碳酸钡、多品种硫酸钡、高纯碳酸钡、高纯氯化钡、高纯硝酸钡，锶盐产品主要包括碳酸锶、硝酸锶、氯化锶、氢氧化锶、高纯碳酸锶，锰系产品主要包括一次电池和锂电池用 EMD、高纯硫酸锰、四氧化三锰等产品。同时公司还涉及电池级碳酸锂及其副产品硫磺、硫脲、硫化钠、钡渣环保砖的生产、销售，以及天然色素产业。

营收及净利润：2021 年前三季度，公司实现营收 14.55 亿元，归母净利润 1.37 亿元，同比分别增长 62%和 1091%。2022 年 1 月 21 日，公司发布 2021 年年度业绩预增公告。公司预计 2021 年业绩将同比增加 1.65 亿元到 2.40 亿元，同比增加 299.44%到 435.54%。公司预计 2021 年扣非后归母净利润为 2.1 亿元-3.0 亿元，实现扭亏为盈。

收入及利润结构：2021 年上半年，公司收入中无机盐产品占比最大，为 64.3%；锰盐产品营收占比为 20.2%。2020 年公司主要的利润来源为无机盐产品，占比接近 90%，而锰盐产品则由于行业竞争激烈叠加下游需求动力不足出现亏损。

公司高纯硫酸锰产能和产销量快速扩张。公司锰产品业务主要依靠子公司大龙锰业，主要产品包括电解二氧化锰和高纯硫酸锰。公司现有电解二氧化锰产能 3 万吨/年，2021 年上半年产量为 1.21 万吨，实现销售 1.39 万吨。公司高纯硫酸锰主要用于生产三元正极（前驱体）材料，现有产能 1.5 万吨/年，扩建 3 万吨/年动力电池专用硫酸锰项目已经投入试运行。2021 年上半年，公司生产高纯硫酸锰 1 万吨，同比增加 0.57 万吨，实现销售 0.93 万吨，同比增加 0.46 万吨。高纯硫酸锰成为公司产品中产销量增长最快的品种。此外，大龙锰业拥有电池级碳酸锂产能 6000 吨/年，2021 年上半年产量为 1246 吨。

中钢天源

中钢天源股份有限公司主营产品及服务包括软磁材料、永磁器件、稀土永磁器件和检验检测服务等。软磁材料产品包括四氧化三锰、铁硅粉、铁硅铝粉等，其中电池级四氧化三锰主要用于制造锂电池正极材料锰酸锂，电子级四氧化三锰广泛应用于汽车、光伏、电子、家电、5G 通讯、电力、充电桩等行业，也可用于光学玻璃、热敏电阻等功能材料。公司磁性材料产业拥有 5 万吨四氧化三锰生产能力，是全球最大的四氧化三锰制造商。

公司近年来在锰业务板块不断发力：1）软磁板块，由省科技重大专项《高能量密度长循环寿命锰酸锂用前驱体的关键技术研究及产业化》关键核心技术成果转化的 DM 系列电池级四氧化三锰市场需求端旺盛，销售业绩贡献明显，并在国际一线电池客户进行认证。 2）2020 年公司对贵州金瑞增资 2650 万元，高纯硫酸锰生产工艺突破技术瓶颈。3）公司开发项目中包含“沉淀法制备电池级四氧化三锰中试技术研发”，“高电压镍锰酸锂前驱体的研发”等。公司在锰行业的布局正逐渐从软磁材料转向电池材料。

三峡水利

重庆三峡水利电力（集团）股份有限公司的主要业务为电力生产、供应、电力工程勘察设计安装、锰矿开采及电解锰生产加工销售等业务。公司电解锰业务包括贵州武陵锰业和重庆武陵锰业两部分，2021 年 9 月，公司公告称重庆武陵锰业拟申请关停退出。贵州武陵锰业规划产能 16 万吨/年，其中一期 8 万吨/年，于 2017 年建成投产。公司拥有锰矿开采、电解锰生产加工及销售的完整产业链，利用自有锰矿及外购锰矿为主要原料，生产电解锰、锰基新型材料等产品。公司下属贸易公司采购本公司及外部电解锰生产加工企业的电解锰产品，销售给钢铁等行业客户用作冶炼工业的重要添加剂。2020 年公司电解锰总产量为 8.96 万吨，通过“自产自销+外购销售”的模式，2020 年电解锰产品实现销量 12.97 万吨。2021 年上半年，公司电解锰产量为 4.37 万吨。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站