電力設備與新能源行業專題研究： 新能車前沿技術之七固態電池-230424（23頁）.pdf

《電力設備與新能源行業專題研究： 新能車前沿技術之七固態電池-230424（23頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電力設備與新能源行業專題研究： 新能車前沿技術之七固態電池-230424（23頁）.pdf（23頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。1 證券研究報告 電力設備與新能源電力設備與新能源 新能車前沿技術之新能車前沿技術之七七：固態電池固態電池 華泰研究華泰研究 電力設備與新能源電力設備與新能源 增持增持 (維持維持)研究員 申建國申建國 SAC No.S0570522020002 +(86)755 8249 2388 研究員 邊文姣邊文姣 SAC No.S0570518110004 SFC No.BSJ399 +(86)755 8277 6411 行業行業走勢圖走勢圖 資料來源：Wind，華泰研究 2023 年 4 月 24 日中國內地 專題研究專題研究 電池產業“

2、圣杯”電池產業“圣杯”，固態電池研發如火如荼，固態電池研發如火如荼 在更高的安全性和能量密度要求下，固態電池應運而生。固態電解質的引入可以大幅提升電池安全性能，同時匹配高能量密度正負極可以提升電池能量密度。固液混合電池電解質路線已形成初步共識，將逐步向全固態演進，但是全固態路線當前仍處于研發階段，短期內將仍以固液混合電池為主要路線，我們預計 2030 年全球固態電池市場空間將超 3000 億元。產業鏈環節來看，主要變化在于電解質、負極，關注材料端及工藝端變化帶來的相應的增量需求。綜合性能優越，多種技術路線并行發展綜合性能優越，多種技術路線并行發展 固態電池是采用固態電解質的鋰離子電池，固態電解

3、質和液體電解質一樣承擔著在正負極之間傳輸鋰離子的作用，傳輸機制有所不同。通過引入不可燃的固態電解質，可以本質上保證安全性，同時兼容高能量密度正負極，可以滿足快充、循環壽命長、高溫性能好的要求。從技術路線來看，將從固液混合電池漸進式到全固態電池，固態電解質中，硫化物全固態潛力較大，固液混合電池采用氧化物與聚合物復合電解質，已有量產。固液混合先行，固液混合先行，2030 年全球固態電池市場空間或超年全球固態電池市場空間或超 3000 億元億元 安全性高、能量密度高是車用固態電池產業化發展的主要驅動力，政府、車企及電池企業都大力投入。海外固態電池多為全固態電池，暫無可靠量產計劃。全固態電池制造仍有眾

4、多科學難題未解，產業端預計 2030 年開始規?；慨a。國內企業主要采取固液混合路線，固液混合電池已進入規模量產的工程化階段，3-5 年后可能成為中高端市場主流技術，在新能源汽車、消費電子、航空航天等領域得到應用。我們預計 2025 年/2030 年全球固態電池市場空間有望達到 439/3634 億元。固態工藝路線顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新固態工藝路線顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新 固態/固液混合電池是未來高能量密度以及實現良好快充性能的潛力較大的路線，固態電池一旦能實現商業化將帶來產業顛覆性變革。固態電池上游主要差異在電解質材料的創新以及設備工藝的革新，重點關注氧化物電解質/硫化物電

5、解質以及涂布擠壓設備；中游領域，電芯電化學設計區別于液態鋰電產品，需要建立獨立的開發體系和設計能力，門檻高。電芯、模組、PACK 的生產制造環節具備一定壁壘，關注鋰電巨頭以及深耕固態電池領域的領先者。風險提示：新能源汽車銷量不及預期，固態電池產業化進度不及預期，技術路線革新風險。(9)7233955Apr-22Aug-22Dec-22Apr-23(%)電力設備與新能源滬深300 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。2 電力設備與新能源電力設備與新能源 正文目錄正文目錄 固態電池：引入固態電解質，能量密度與安全性雙高固態電池：引入固態電解質，能量密度與安全性雙高.3 固態

6、電池是采用固態電解質的鋰離子電池.3 固態電池綜合性能優越，有望成為下一代電池.4 技術路線：固液混合向全固態漸進式發展，多路線并行技術路線：固液混合向全固態漸進式發展，多路線并行.6 三大體系各有優劣，全固態鋰電池短期內難以得到規?；茝V.6 受制于工藝和成本，全固態電池仍處技術研發至產業化過渡期.8 市場空間：固液混合電池市場空間：固液混合電池 2030 年全球市場空間或超年全球市場空間或超 3000 億元億元.12 受政策+需求端驅動，全球市場大力發展中.12 固態電池市場空間：全球 2030 年將逾 3000 億元.16 產業鏈：產業鏈：工藝路線顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新工藝路線

7、顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新.17 風險提示.20 4WcZiXjZ9XiZuVsXtW7NbP7NoMnNnPtQfQrRtPfQmOrMaQqQyRuOrNqNvPmOnM 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。3 電力設備與新能源電力設備與新能源 固態電池：引入固態電池：引入固態電解質固態電解質，能量密度能量密度與與安全性安全性雙高雙高 固態電池是采用固態電解質的鋰離子電池固態電池是采用固態電解質的鋰離子電池 固態電池固態電池工作工作機理機理與傳統鋰電池一致，但電解質為固體與傳統鋰電池一致，但電解質為固體。鋰電池是一種依靠鋰離子在正極和負極之間往返移動，發生可逆

8、的嵌入和脫出，進行化學能和電能之間的轉換與儲存的電化學器件。其中，電解質擔負著在電池內部的正負極之間建立一條鋰離子傳輸通道的作用，隔膜用于防止正負極直接接觸造成短路。目前商用的鋰電池的正負極為固體，而電解質則通常是將鋰鹽溶質溶解于有機溶劑中得到的溶液，所以也被稱為液態電池。固態電池的電解質為固態，電池中不存在液體組分，以能傳導鋰離子的固態電解質材料來取代現有隔膜或電解液，正負極材料兼容現有的鋰電池?；旌瞎桃弘姵刈鳛閭鹘y液態電池向固態電池的過渡，電解質為固液混合/凝膠態等。圖表圖表1：傳統鋰電池與全固態電池結構對比傳統鋰電池與全固態電池結構對比 圖表圖表2：液態液態-半固態半固態-全固態全固態

9、資料來源：全固態鋰電池技術的研究現狀與展望（許曉雄等，2013）、華泰研究 資料來源：中科院物理研究所、華泰研究 固體電解質和液體電解質固體電解質和液體電解質離子傳輸機制不同離子傳輸機制不同。液態電解質中，極性有機溶劑解離鋰鹽，被溶劑化的鋰離子在電壓差的驅動下往返于正負極之間。而聚合物電解質中，鋰離子與聚合物鏈段上的極性官能團發生配位，通過聚合物鏈段的運動，在電壓差的驅動下在正負極之間移動。無極電解質中，鋰離子通過晶體結構中的缺陷，在電壓差的驅動下發生跳躍，在正負極之間來回。雖然固態電解質和液體電解質中離子傳輸的機制不同，但是作為電解質在正負極之間傳輸鋰離子的作用一致。固態電池就是將傳統鋰離子

10、電池中的液體電解質換為固體電解質，不改變電解質在電池中的作用或電池的工作機理。圖表圖表3：聚合物電解質中鋰離子聚合物電解質中鋰離子移動移動 圖表圖表4：點缺陷與離子傳輸點缺陷與離子傳輸 資料來源：Polymer Electrolytes for Lithium-Based Batteries:Advances and Prospects（Dong Zhou 等，2019）、華泰研究 資料來源：Mechanisms and properties of ion-transport in inorganic solid electrolytes（Bingkai Zhang 等，2017）、華泰研究

11、免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。4 電力設備與新能源電力設備與新能源 固態電池固態電池綜合性能優越綜合性能優越，有望成為有望成為下一代電池下一代電池 對更高安全和性能的電池的要求推動固態電池的發展。對更高安全和性能的電池的要求推動固態電池的發展。（半）固態電池的研究起始于 20 世紀 60 年代，因為受到材料性能與電池制造方面的限制，目前尚未大規模量產。隨著液態鋰電池的發展，其能量密度已經接近上限。新能源汽車對傳統燃油車的替代要求動力電池的能量密度更高，快充性能更好以及安全性更高。（半）固態電池是提高電池能量密度和安全性，向著小型化和輕量化發展的必然趨勢。圖表圖表5

12、：固體電解質的發展固體電解質的發展示意示意 圖表圖表6：鋰電池的發展路徑鋰電池的發展路徑 資料來源：硫化物固體電解質的研究進展（許陽陽等，2016）、華泰研究 資料來源：全固態鋰電池技術的研究現狀與展望（許曉雄等，2013）、華泰研究 固態電解質不可燃，具有一定機械強度，電池安全性更好。固態電解質不可燃，具有一定機械強度，電池安全性更好。在新能源汽車銷量逐年增長的同時，安全事故也在不斷增加，其中，電池自燃占比事故原因的 31%。主要是由于鋰電池發生內外部短路后，短時間內釋放出大量熱量，導致熱失控。采用有機電解液的傳統鋰電池，因過度充電、內部微短路等異常時電解液發熱、分解、脹氣，會產生嚴重安全隱

13、患。相較之下，固態電解質不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，半固態電解質中液體電解質含量少（10 wt.%），可燃性大大降低，可以從根本上減少安全問題。圖表圖表7：電池熱失控電池熱失控 資料來源：Solid-state lithium batteries:Safety and prospects（Yong Guo 等，2022）、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。5 電力設備與新能源電力設備與新能源 固態電解質固態電解質兼容高容量兼容高容量正負極材料正負極材料，高能量密度發展潛力高能量密度發展潛力較大較大。1）正極：固態電解質具有更寬的電化學窗口

14、，更易搭載高電壓正極材料。目前三元材料可以充電到 4.35V，若匹配更高電壓，液態電解液會被氧化，正極表面會發生不可逆相變。而固態電解質電化學窗口可以達到 5V，適用于高電壓型電極材料。2）負極：兼容金屬鋰負極，提升能量密度上限。金屬鋰負極具備高容量與高電壓的特性，但在應用于液態電池存在一系列技術問題。固態電解質可將正負極材料隔離開，不會產生類似液態鋰電池里鋰枝晶刺破隔膜的短路效應，對于鋰金屬負極擁有更好的兼容性。3）內部串聯：全固態電池可實現內部串聯，具備更高的成組效率。由于采用液態電解質并考慮安全性，傳統液態鋰電池電芯成組主要通過外部串聯構成模組。全固態電池則可實現電芯內部串聯，且不需要焊

15、接集流體，在極片、電芯、成組各個階段，均能夠提升體積比能量密度。圖表圖表8：高高重量比能量密度重量比能量密度的電池的電池演化路徑演化路徑 圖表圖表9：高體積高體積比能量密度比能量密度的電池的電池演化路徑演化路徑 資料來源：Batteries with high theoretical energy densities（Wenzhuo Cao等，2020）華泰研究、資料來源：Batteries with high theoretical energy densities（Wenzhuo Cao等，2020）、華泰研究 固態電池還具有快充、循環壽命長、工作溫度范圍廣的優點。固態電池還具有快充、循環

16、壽命長、工作溫度范圍廣的優點。中國電動汽車基礎設施促進聯盟的調查數據顯示，高達 87.9的用戶充電時，選擇 120kW 及以上的大功率充電設施，而 60kW 以下的充電設施用戶選擇率僅為 1.6。固態電池快充時不會出現較大濃度梯度，充電速率快，可以滿足電動車對快充的需求。且固態電池的循環性能好，理想狀況下可達45000 次，應用范圍廣，安全使用溫度范圍為-25-60+。圖表圖表10：液態鋰電池與固態鋰電池性能對比：固態電池綜合性能液態鋰電池與固態鋰電池性能對比：固態電池綜合性能更優越更優越 液態電解質電池液態電解質電池 固態電解質電池固態電解質電池 安全性指標 鋰枝晶生長 快 慢且難刺透 可燃

17、性 強 弱 熱穩定性 弱（隔膜，極限 160）強（耐熱 400-1800）性能指標 電壓平臺 低 高 理論比容量 低（石墨負極）高（硅碳負極、金屬鋰負極）還原電勢 能量密度 相對較低 高(300Wh/kg）快充性能 一般 較好，但需解決固固界面接觸問題 高低溫性能 低溫性能較好 高溫性能較好 資料來源：Solid-state lithium batteries:Safety and prospects（Yong Guo 等，2022）、全固態鋰離子電池關鍵材料研究進展（李楊等，2016）、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。6 電力設備與新能源電力設備與新能源

18、 技術路線：技術路線：固液混合固液混合向向全固態全固態漸進式發展漸進式發展，多路線多路線并行并行 固態電池技術路徑固態電池技術路徑從從固液混合電池固液混合電池向向全固態電池全固態電池漸進發展漸進發展?，F階段固態電池體系包含部分液態電解質以取長補短。而技術發展過程中將逐漸減少液體，從混合固液電池最終邁向無液體的全固態電池：1）固液混合是固態和液態的結合。市場上存在的半固態電池、固液混合電池、準固態電池、果凍電池、凝聚態電池（凝膠電解質）均屬于固液混合電池。相對現有電池體系，固液混合電池主要變化在于電芯中液體含量的減少，其液體質量占比下降至10%，通過在固態電池中增加液體界面改性劑，改善全固態電池

19、界面接觸難題，液體電解液吸附固定于電池材料空隙中，不容易流動、參與副反應。2）全固態電池中不存在液體組分。三三大體系大體系各有優劣各有優劣，全固態鋰電池短期內難以得到規?；茝V全固態鋰電池短期內難以得到規?；茝V 聚合物、氧化物、硫化物是目前固態電池三大類固體電解質。這三類固態電解質仍存在技聚合物、氧化物、硫化物是目前固態電池三大類固體電解質。這三類固態電解質仍存在技術分歧，三大體系各有優勢術分歧，三大體系各有優勢：1）聚合物固態電解質率先實現應用，但存在電導率低、能量密度低的致命問題；2）氧化物固態電解質綜合性能好，LiPON 薄膜型全固態電池已小批量生產，非薄膜型已嘗試打開消費電子市場，但

20、成本過高；3）硫化物固態電解質電導率最高，研究難度最高，開發潛力較大，如何保持高穩定性是一大難題。圖表圖表11：三種固態電解質實物及性能對比三種固態電解質實物及性能對比 氧化物電解質氧化物電解質 硫化物電解質硫化物電解質 聚合物電解質聚合物電解質 示意圖 材料 1）晶態：石榴石型 Li3+xA3B2O12固態電解質（如 LLZO），鈣鈦礦型Li3xLa2/3-xTiO3固態電解質，NASICON型 Li1+xAlxTi2-x(PO4)3和Li1+xAlxGe2-x(PO4)3固態電解質等；2）玻璃態：反鈣鈦礦型 Li3-2xMxHalO固態電解質和 LiPON 薄膜固態電解質 1）晶態：thi

21、o-LISICON 型（如Li3.25Ge0.25P0.7S4），Li-argyrodite 型（如Li6PS5X(X=Cl,Br,I）)，LGPS 型（如Li10GeP2S12）；2）玻璃態：Li2S-SiS2，Li2S-P2S5-LiI，Li2S-SiS2-LiI 等；3）玻璃陶瓷：Li7P3S11，80 Li2S-20 P2S5 聚氧化乙烯（PEO）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）等 性能 資料來源：全固態鋰電池關鍵材料固態電解質研究進展（陳龍等，2018）、硫化物全固態電池的研究及應用（張卓然和魏

22、冰歆，2021）、Li+電池固態聚合物電解質研究進展（陳立坤等，2020）、華泰研究 聚合物電解質聚合物電解質：柔韌性好易加工，可通過交聯、共混、接枝、添加增塑劑來提高電導率。柔韌性好易加工，可通過交聯、共混、接枝、添加增塑劑來提高電導率。聚合物電解質主要采用的聚合物基底有 PEO、PAN、PVDF、PA、PEC、PPC 等，主要采用的鋰鹽有 LiPF6、LiFSI、LiTFSI 等。聚合物電解質制備簡單，柔韌性好，加工性強，可用于柔性電子產品或非常規形狀的電池，與正負極物理接觸好，且工藝和現有的鋰電池比較接近，易通過現有設備的改造實現在電池中的量產使用。但是聚合物電解質的室溫離子電導率普遍很

23、低（10-6 S/cm），最常見的 PEO 基聚合物電解質還存在氧化穩定性差，只能用于 LFP 正極的問題。通過多種聚合物交聯、共混、接枝，或添加少量增塑劑可以提高聚合物電解質的室溫電導率，原位固化可以將聚合物電解質與正負極的物理接觸提升到液態電池的水平，非對稱電解質的設計可以擴寬聚合物電解質的電化學窗口。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。7 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表12：聚合物電解質聚合物電解質的發展與挑戰的發展與挑戰 資料來源：Polymer-Based Solid Electrolytes:Material Selection,Design,a

24、nd Application（Guan Xi 等，2021）、華泰研究 氧化物電解質氧化物電解質：機械強度高、熱穩定性和空氣穩定性好、電化學窗口寬。機械強度高、熱穩定性和空氣穩定性好、電化學窗口寬。氧化物電解質可以分為晶態和非晶態，常見的晶態氧化物電解質有鈣鈦礦型、LISICON 型、NASICON 型和石榴石型。氧化物電解質耐受高電壓，分解溫度高，機械強度好，但是室溫離子電導率較低（10-4 S/cm），和正負極固固界面接觸差，且通常厚度較厚（200m），大大降低電池的體積能量密度。通過元素摻雜、晶界改性，氧化物電解質的室溫電導率可以提高至10-3 S/cm 量級?？刂凭w體積和增加聚合物涂

25、層可以改善氧化物電解質與正負極的界面接觸。通過溶液/漿料涂覆法可制成超薄固態電解質膜。圖表圖表13：氧化物電解質改性策略氧化物電解質改性策略 資料來源：Challenges,fabrications and horizons of oxide solid electrolytes for solid-state lithium batteries（Ran Wei 等，2021）、華泰研究 硫化物電解質硫化物電解質：室溫電導率高，延展性好，可以通過摻雜、包覆提高穩定性。室溫電導率高，延展性好，可以通過摻雜、包覆提高穩定性。硫化物電解質目前主要有玻璃、玻璃陶瓷和晶體三種形態。硫化物電解質室溫電導率

26、高，可以做到接近液態電解質（10-4-10-2 S/cm），且硬度適中、界面物理接觸好、機械性能良好，是固態電池重要的備選材料。但是，硫化物電解質的電化學窗口窄，與正負極的界面穩定性較差，且對水分非常敏感，與空氣中的微量水即可發生反應，釋放有毒的硫化氫氣體，生產、運輸、加工對環境要求很高。摻雜、包覆等改性手段可以穩定硫化物和正負極界面，使其適配于各類正負極材料，乃至應用在鋰硫電池中。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。8 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表14：硫化物電解質發展歷程硫化物電解質發展歷程 資料來源：All-solid-state lithium b

27、atteries enabled by sulfide electrolytes:from fundamental research to practical engineering design（Changhong Wang 等，2021）、華泰研究 固液混合電池電解質路線已形成初步共識固液混合電池電解質路線已形成初步共識。1）固液混合電池主要采用氧化物與聚合物復合電解質，已有量產。聚合物體系可卷對卷生產，量產能力最好，但離子導電率最低；而氧化物體系相對來說離子電導率更高，但更“脆”，兩者結合正好優勢互補。固液混合電池用氧化物和聚合物復合電解質已經開始步入量產階段。2）全固態路線中硫化物具有

28、較大潛力。硫化物固態電解質開發處于早期，電導率最高；但是生產環境控制十分苛刻，需隔絕水分與氧氣：對空氣敏感，容易氧化，遇水易產生 H2S 等有害氣體。圖表圖表15：LLZTO/PEO 復合電解質復合電解質導電機理示意圖導電機理示意圖 資料來源：固態電池研究進展（李楊等，2019）、華泰研究 受制受制于于工藝工藝和成本和成本，全全固態電池仍處技術研固態電池仍處技術研發至發至產業化過渡產業化過渡期期 半固態電池向全固態電池過半固態電池向全固態電池過渡渡的階段中的階段中存在存在一系列一系列科學難題未解科學難題未解。半固態電池主要是基于現有的電化學體系在工藝上做升級，各大電池廠升級的難度和成本相對不大

29、，對正極、負極、設備影響較小。但是全固態電池仍存在眾多科學問題尚未解決，目前限制全固態電池發展的核心問題主要有：固態電解質的離子電導率低、固-固界面的接觸穩定性、空間電荷層、顆粒間體積效應、金屬鋰負極應用困難、成本較高等，諸多科學問題在全球范圍內仍處于待解狀態。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。9 電力設備與新能源電力設備與新能源 1）界面問題）界面問題：固態電解質擁有高界面阻抗。固態電解質擁有高界面阻抗。傳統液/固接觸，界面潤濕性良好，不會產生大的阻抗，相比較之下，固態電解質與正負極之間以固/固界面方式接觸，接觸面積小，與極片的接觸緊密性較差，界面阻抗較高，鋰離子在

30、界面之間的傳輸受阻。2）金屬鋰負極應用金屬鋰負極應用于全固態電池仍存在技術難點。于全固態電池仍存在技術難點。金屬鋰負極面臨電化學充放電過程中的枝晶生長及孔洞產生問題。不同于石墨負極的鋰離子嵌入/脫出反應，金屬鋰負極通過沉積/剝離反應發揮容量，沒有支撐主體的金屬鋰負極在電化學過程中體積變化較大，易出現不均勻沉積，生成鋰枝晶。此外，金屬鋰剝離過程中，如果從界面剝離金屬鋰的速度快于其補充速度，將會在界面處產生孔洞，甚至導致固態電解質與金屬鋰負極由面接觸轉變為點接觸，造成界面阻抗的急劇增大。圖表圖表16：固態電池和液態電池界面接觸問題固態電池和液態電池界面接觸問題 圖表圖表17：全固態金屬鋰負極界面問

31、題全固態金屬鋰負極界面問題 資料來源：Role of Interfaces in Solid-State Batteries（Xiang Miao 等，2022），華泰研究 資料來源：全固態金屬鋰電池負極界面問題及解決策略（余啟鵬等，2020）、華泰研究 3）源于制備工藝差異，）源于制備工藝差異，固態固態電池成本電池成本高高 聚合物電解質聚合物電解質：電池制造工藝發展較早，較為成熟。電池制造工藝發展較早，較為成熟。聚合物電解質層可通過干法或濕法制備，電芯組裝通過電極和電解質間的卷對卷復合實現，干法和濕法都非常成熟，易于制造大電芯，與現有的液態電池的制備方式最為接近。1993 年美國 Bellc

32、ore 就最先宣布了采用PVDF 凝膠電解質制造成的聚合物電池，并于 1996 年公布了完整的聚合物電池的規?；a技術。圖表圖表18：聚合物聚合物-鋰離子充電電池鋰離子充電電池制造工藝制造工藝 資料來源：聚合物-鋰離子充電電池（佚名，1998）、華泰研究 氧化物電解質氧化物電解質：電池制備工藝：電池制備工藝不同于現有液態電池不同于現有液態電池。以德國 RWTH PEM 制備工藝為例，1）分別將正極材料和電解質材料加入球磨機中研磨；2）使用高頻濺射法，將固態電解質濺射到正極材料表面；3）將復合好的正極-電解質材料進行高溫燒結；4）通過電子束蒸發法將負極分布到電解質材料上。該方法挑戰之一在于電子

33、束蒸鍍法耗時較長且負載的金屬鋰負極易剝落。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。10 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表19：氧化物固態電池制備流程氧化物固態電池制備流程 資料來源：RWTH Aachen、華泰研究 硫化物電解質硫化物電解質：電池制備對環境要求高。電池制備對環境要求高。硫化物電解質電導率較高且較為柔軟，可以采用涂布法生產，其生產工藝與現有的液態電池生產工藝沒有很大的差異，但為了改善電池的界面接觸，通常需要在涂布后進行多次熱壓以及添加緩沖層來改善界面接觸。硫化物電解質對于水分非常敏感，與空氣中的微量水也會發生反應生成有毒氣體硫化氫，所以對電池制造的環

34、境要求很高。圖表圖表20：硫化物固態電池制備流程硫化物固態電池制備流程 資料來源：All-solid-state lithium-ion and lithium metal batteries-paving the way to large-scale production（Schnell 等，2018）、華泰研究 聚合物聚合物固態電池固態電池：聚合物固態電解質以采用聚合物 PEO、鋰鹽 LiTFSI 為例。由于電化學窗口限制，聚合物電解質固態電池正極使用 LFP 正極材料，負極使用金屬鋰，能量密度為300Wh/kg。我們預計只考慮材料，聚合物固態電池的成本約為 0.46 元/Wh?？紤]到聚合

35、物電解質電池的制造工藝與傳統液態電池類似，我們假設直接材料費用約占電池制造費用的80%，則聚合物固態電池的總成本約為 0.58 元/Wh。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。11 電力設備與新能源電力設備與新能源 氧化物氧化物固態電池固態電池：氧化物電解質以 LLZO 為例，使用高鎳正極和金屬鋰負極，單體電池能量密度可達 350Wh/kg。我們預計只考慮材料，氧化物固態電池的成本約為 0.92 元/Wh?？紤]到氧化物固態電解質對空氣穩定，我們假設直接材料費用約占電池制造費用的 75%，則氧化物固態電池的總成本約為 1.23 元/Wh。硫化物硫化物固態電池固態電池：LiS

36、 是制備硫化物電解質的主要原材料，以 LPS 硫化物電解質為例，考慮到硫化物電解質固態電池可以使用高鎳正極和硅碳負極，單體電池能量密度可達350Wh/kg，我們預計只考慮材料，硫化物固態電池的成本約為 0.94 元/Wh?？紤]到硫化物電解質空氣敏感，對工藝要求更高，我們假設直接材料費用約占電池制造費用的 70%，則硫化物固態電池的總成本約為 1.34 元/Wh。圖表圖表21：固態電池固態電池成本拆分成本拆分（材料價格材料價格參考參考 2023 年年 4 月月 20 日日數據數據）聚合物電解質聚合物電解質 氧化物電解質氧化物電解質 硫化物電解質硫化物電解質 材料 單價（萬元/噸）材料 單價（萬元

37、/噸）材料 單價（萬元/噸）電解質-PEO+LiTFSl 13 電解質-LLZO 60 電解質-Li2S+P2S5 80 正極-LFP 7 正極-高鎳三元 25 正極-高鎳 25 負極-金屬鋰 185 負極-金屬鋰 185 負極-硅碳負極 15 （元/Wh）材料成本 0.46 0.92 0.94 總成本（不含稅）總成本（不含稅）0.58 1.23 1.34 資料來源：Wind、華泰研究 圖表圖表22：不同不同環節環節的材料和加工成本的材料和加工成本 資料來源：Solid versus LiquidA Bottom-Up Calculation Model to Analyze the Manu

38、facturing Cost of Future High-Energy Batteries（Joscha 等，2020）、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。12 電力設備與新能源電力設備與新能源 市場空間市場空間：固液混合電池固液混合電池 2030 年全球年全球市場空間或超市場空間或超 3000 億元億元 受政策受政策+需求端驅動，全球市場大力發展中需求端驅動，全球市場大力發展中 各國大力發展固態電池，多項文件明確指出要發展固態鋰電池技術。各國大力發展固態電池，多項文件明確指出要發展固態鋰電池技術。鑒于（半）固態電池的優異潛能，很多國家都在大力支持發展（半

39、）固態電池。在我國，2020 年 11 月，國務院辦公廳印發新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年），明確要求加快固態動力電池技術的研發和產業化。2022 年 6 月 1 日，國家發改委等九部門聯合印發了“十四五”可再生能源發展規劃，明確指出要研發固態鋰電池技術。2022 年 8 月 18 日，科技部等九部門印發科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022-2030 年），明確指出要研究固態電池等更安全、長壽命、高能量效率的前沿儲能技術。圖表圖表23：各國固態電池未來發展規劃與目標各國固態電池未來發展規劃與目標 國家國家 性能目標性能目標 未來發展目標未來發展目標 美國 2016 年發布 B

40、attery500 計劃，計劃 5 年打造能量密度 500Wh/kg，循環命1000 次的電芯，到 2030 年，電池包成本降至 80$/kWh 從三元體系轉向低鈷、無鈷的正極材料和鋰金屬負極體系發展 日本 2020 年電池包能量密度 250wh/kg，成本 20000 日元/kWh 以下，循環次數1000-1500 次；2030 年電池包能量密度 500wh/kg，成本降到 10000 日元/kWh 以下，循環次數 1000-1500 次 從三元體系向全固態電池、鋰確電池發展，同時緊抓氫燃料電池 德國 2019 年教研部宣布在未來四年為“電池研究工廠”項目追加 5 億歐元投資，實現電池“德國

41、制造”，2030 年電芯能量密度 400wh/kg，環次數 2000 次，成本 75 歐元/kWh 全固態電池為主，支持鋰離子技術和新概念電池 中國 2025 年動力電池能量密度 400Wh/kg，2030 年能量密度目標 500 Wh/kg，液態電解質變為固態電解質 著眼于固態電解質，關注正負極材料改變 資料來源：中國粉體網、華泰研究 圖表圖表24：全球固態電池布局全球固態電池布局 資料來源：中科院物理研究所、華泰研究 1）聚合物）聚合物技術技術路線路線：企業和機構主要分布在歐洲和美國，在法國已有裝車。企業和機構主要分布在歐洲和美國，在法國已有裝車。法國 Bollor旗下的子公司 Blue

42、Solutions 在 2012 年就開始建立第一條 PEO 基聚合物固態電池的生產線，并應用在 Bollor的共享電動汽車 Blue Car 上，并逐漸擴大應用至電動大巴 Bluebus上，后與戴姆勒合作，為大巴 e Citaro 提供固態電池。該聚合物固態電池循環次數可達 3000次，電芯能量密度超過 250Wh/kg，但是需要在 50-80溫度區間使用，商業化應用難度較大。美國 Ionic Materials、Solid Energy 和 Seeo 也在聚合物電解質領域有布局。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。13 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表25

43、：Blue Solutions PEO 基基聚合物固態電池聚合物固態電池 資料來源：Blue Solutions、華泰研究 2）硫化物技術路線）硫化物技術路線：企業和機構主要分布在日韓和美國，豐田預計最早企業和機構主要分布在日韓和美國，豐田預計最早 2025 年裝車。年裝車。豐田豐田：2019 年宣布與松下合作將固態電池產業化，截至 22 年 3 月底已有專利 1331 項，位居全球首位，其規劃 2025 年前量產固態電池，電量從 0%到充滿僅需 15min，使用 30 年后仍可保持 90%的性能。日產日產：與多家單位合作完成了基于硫化物固態電解質的全固態電池 1kWh/L 級電極的充放電性能

44、實測，電池在 25下從 15%充電到 80%僅需 15min，并能安全通過針刺測試，公司目標 2028 年推出全固態電池電動車。三星三星 SDI：公司預計2023 年 Q4 實現 20Ah 的試制電芯，目標 2027 年量產 900Wh/L 的全固態電池。LG 新新能源能源：公司計劃 2025-2027 年實現全固態電池的商業化。美國美國 Solid Power：已完成其硫化物固態電池自動化生產線安裝并啟動試生產，并將于 2023 年向寶馬集團交付全尺寸的汽車電池用于測試。該硫化物固態電池采用富硅陽極，能量密度達 390Wh/kg，循環壽命超1000 次，已完成安裝的自動化試生產線每周將生產

45、300 個固態電池，年產量約 15000 個。圖表圖表26：豐田全固態電池實現商業化應用的基礎技術及其效果豐田全固態電池實現商業化應用的基礎技術及其效果 資料來源：豐田汽車、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。14 電力設備與新能源電力設備與新能源 3）氧化物技術路線）氧化物技術路線：企業和機構主要分布在中國和美國，中國多為半固態電池。企業和機構主要分布在中國和美國，中國多為半固態電池。美國Quantum Scape 與大眾合作，其全固態氧化物電池可在 15min 內充電 80%，能量密度380-500Wh/kg，循環 800 次后仍保持 80%的容量，公司預

46、計 2024 年下半年開始量產。國內的清陶發展采用 LLZO 和 LLTO 作為固態電解質材料，2018 年建成首條 0.1GWh 產線，2020 年 1GWh 固態鋰電池項目建成投產，已搭載在哪吒 U、北汽藍谷展示車上。衛藍新能源完成了能量密度 300Wh/kg 以上高鎳三元正極的氧化物半固態電池設計開發，已經給多家整車廠送樣測試，成功通過針刺、擠壓、過充、短路等濫用試驗，循環壽命達到 1200 次以上。輝能科技采用高鎳三元正極+硅氧負極的氧化物半固態電池，公司預期到 2025 年體積能量密度能夠接近 900Wh/L。贛鋒鋰業重慶贛鋒 20GWh 新型鋰電池科技產業園項目正在建設中，規劃建成

47、國內最大的固態電池生產基地；首批搭載贛鋒固態電池的 50 輛東風E70 電動車已完成交付。圖表圖表27：搭載搭載贛鋒鋰電贛鋒鋰電半固態電池的半固態電池的賽力斯純電賽力斯純電 SUV 將于今年上市將于今年上市 資料來源：贛鋒鋰電、華泰研究 海外固態電池多為全固態電池，暫無可靠量產計劃海外固態電池多為全固態電池，暫無可靠量產計劃。海外車企方面，各主流龍頭車企紛紛設定了固態電池相關的發展規劃，并開始進行研發布局。大部分頭部車企如大眾、現代、寶馬、豐田、通用都選擇投資相應的固態電池公司，聯合開展研發。美國的固態電池初創公司較多，發展技術路線比較多樣。其中，福特與寶馬投資的 Solid Power、大眾

48、投資的Quantum Scape 等新晉廠商發展較快。而海外電池廠方面，無論是為了順應下游車企需求還是行業發展共識的大勢所趨，日韓頭部電池廠都已給出了明確的商業化時間表，但目前來看，都仍未能進入量產階段。圖表圖表28：海外固態電池商業化時間表海外固態電池商業化時間表 公司公司 國家國家 合作方合作方 技術路線技術路線 進展進展 豐田 日本-硫化物 2014 年實驗室研發出 400Wh/kg，計劃 2025 年左右量產 松下 日本-硫化物 2020 年與豐田成立合資公司加大固態電池研發，豐田計劃 2025 年上市搭載全固態電池車輛 本田 日本-計劃 2024 年春季啟動全固態電池示范生產線 日產

49、 日本-計劃 2028 財年實現全固態電池大規模量產 三星 SDI 韓國-硫化物 進入技術驗證階段，2022 年 3 月全固態電池試驗線開始建設，計劃 2027 年量產 LG 新能源 韓國-聚合物/硫化物 2026 年前推出聚合物固態電池，在 2030 年前推出硫化物電池 SK On 韓國-硫化物 2025 年前，交付三元正極和硅/石墨負極的固態電池，2030 年前推出鋰金屬陽極電池 Solid Power 美國 福特、寶馬、現代 硫化物 2021 交付 2Ah 的全固態電池，能量密度達到 320Wh/kg?，F推出能量密度350Wh/kg 的硫化物全固態電池，計劃 2025 年量產 Quant

50、um Scape 美國 大眾、上汽 氧化物 2020 年研發出能量密度超過 400wh/kg 的全固態電池，是以氧化物和鋰金屬為主要的技術路線，2024 年建立 1GWh 試生產線，計劃 2025 量產 Factorial Energy 美國 現代、起亞、奔馳、Stellantis 高壓牽引固態電池 計劃 2026 年量產 24M 美國 大眾 半固態 2019 年 3 月首次交付高能量密度半固態鋰電池。計劃在挪威建設一座年產 32GWh的工廠 資料來源：各公司公告、各公司官網、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。15 電力設備與新能源電力設備與新能源 國內參與

51、者以固液混合路線為主，研發團隊、商業化落地國內參與者以固液混合路線為主，研發團隊、商業化落地及與及與車企合作是核心車企合作是核心。國內以氧化物和聚合物復合的固液混合（半固態）路線為主，搭載清陶能源半固態電池的北汽商用車已下線、東風 E70 已交付，孚能科技半固態電池已實現量產裝車，2023 年搭載半固態電池的蔚來 ET7、賽力斯-SERES-5 將上市推出。圖表圖表29：國內固態電池產業化進展國內固態電池產業化進展 公司公司 技術路線技術路線 合作合作車企車企 進展進展 衛藍新能源 氧化物 蔚來 搭載 150kWh 半固態電池的 ET7 車型將于 23 年上半年推出，能量密度 360Wh/kg

52、 清陶能源 氧化物 上汽 合作研發的 1000 公里以上長續航里程固態動力電池將于 23 年率先應用于上汽自主品牌新款車型 北汽 22 年 11 月清陶能源與北汽福田聯合開發的首套量產商用車固態電池系統已完成調試、正式下線 贛鋒鋰業 氧化物 東風汽車 22 年 1 月由東風汽車與贛鋒鋰業合作開發的首批 50 輛東風風神 E70 完成交付，開始進行示范運營 賽力斯 搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動 SUV 賽力斯-SERES-5 計劃于 23 年上市 輝能科技 氧化物 奔馳 22 年 1 月與奔馳簽訂技術合作協議，共同開發用于電動汽車的固態電池，計劃未來幾年推出固態電池車型 寧德時代

53、氧化物+聚合物 23 年 4 月發布凝聚態電池，公司預計 23 年具備量產能力 硫化物 已申請相關專利，技術路線以硫化物固體電解質為主，研發中 比亞迪 氧化物、硫化物 兩種技術路線均已完成生產，可進行裝車試驗 國軒高科 高合汽車 22 年 5 月發布的 360Wh/kg 的半固態電池預計 23 年批量交付，400Wh/kg 的固態電池在公司實驗室已有原型樣品 孚能科技 遠期硫化物 固態電池研發分為四代，分階段實現產品產業化，22 年 12 月公司已有半固態產品實現量產裝車 蜂巢能源 硫化物 成功研發出國內首批 20Ah 級硫系全固態原型電芯，能量密度 350-400Wh/kg 太藍新能源 氧化

54、物 22 年 10 月建成的國內首條半固態電池生產線 23 年 7 月該生產線即可達到滿產狀態 正業科技 聚合物 與深圳市超壹新能源科技有限公司合作研發大功率大尺寸半固態聚合物鋰電池 資料來源：各公司公告、各公司官網、華泰研究 軍工和消費電子電池軍工和消費電子電池領域，領域，我國固態電池已有小部分應用。我國固態電池已有小部分應用。2013 年中國兵器工業集團特能集團公司鋰離子動力電池研發產業基地項目第一條試制線順利投產，該基地建成后將形成高能量密度聚合物鋰離子電池 1015 萬只的生產能力。臺灣輝能科技公司量產的非薄膜型固態電池已應用在消費電子中，產品采用軟性電路板為基材，且電池可以隨意折疊彎

55、曲，2014年與手機廠商 HTC 合作生產了一款能給手機充電的手機保護皮套，產品在可穿戴設備等領域也有應用。衛藍新能源公司研發的固態電池產品已經使用在無人機上。贛鋒鋰業旗下消費類設備電池也多有搭載固態技術及產品。圖表圖表30：輝能科技輝能科技 FLCB、PLCB 已運已運用于消費電子用于消費電子 資料來源：輝能科技公司官網、華泰研究 動力電池領域，國內目前還處于從液態電池向全固態電池過渡的半固態電池的階段，半固動力電池領域，國內目前還處于從液態電池向全固態電池過渡的半固態電池的階段，半固態電池的裝車早于國外。態電池的裝車早于國外。盡管日、韓、歐、美在全固態電池方面研發和產業布局較早，中國因選擇

56、混合固液電池的過渡方式而有望率先實現固態電池的規模量產。因為存在硫化物專利壁壘，大部分公司選擇氧化物路線。國軒高科半固態電芯能量密度可達 360Wh/kg，續航里程達 1000 公里，且通過嚴格的針刺測試和高于國標的熱箱測試。孚能科技第一代半固態電池已裝樣送給整車廠客戶，反饋良好。贛鋒鋰業的半固態電池已經在東風風神 E70 實現裝車運行。蔚來汽車已有采用高鎳正極和預鋰化硅碳負極的半固態電池裝車，單體能量密度可達 360 Wh/kg，續航超過 1000km，公司預計 150kWh固態電池包 2023 年暑期上線。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。16 電力設備與新能源電

57、力設備與新能源 圖表圖表31：蔚來蔚來 150kWh 固態電池固態電池 資料來源：蔚來、華泰研究 國內固態電池也已經開始進入儲能領域。國內固態電池也已經開始進入儲能領域。2019 年 1 月，中國電力科學研究院有限公司儲能與電工新技術研究所固態高安全儲能電池團隊研制出固態高安全儲能鋰電池，解決了電池起火問題，已開始生產，將應用于兆瓦時級儲能集裝箱示范工程。固固態態電池市場空間：電池市場空間：全球全球 2030 年年將逾將逾 3000 億元億元 2030 年全球年全球固固態態電池市場空間電池市場空間或或超超 3000 億元。億元。業內普遍認為全固態電池的規?；慨a需要 5-10 年，在此之前，固

58、液混合電池的漸進式路線更符合技術發展規律，是過渡路線。固液混合電池可以在維持較高的能量密度同時實現快充需求；另一方面固液混合電池的安全屬性能夠帶來車型溢價，因此在一定溢價情況下有望被市場接受，可以在新能源汽車、消費電子、航空航天等領域得到應用。我們假設 2025 年/2030 年固態電池在動力電池、消費電池、其他電池中的滲透率分別達 3%/10%、5%/20%、2%/3%，對應全球市場空間有望達到 439/3634 億元。圖表圖表32：固態電池市場空間預測固態電池市場空間預測 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 動力電池動力電池 動力

59、電池裝機量（GWh）771 1075 1465 1880 2348 2811 3346 3971 YoY 49%40%36%28%25%20%19%19%固態電池滲透率 1.0%2.0%2.5%3.6%5.1%7.1%9.2%10.3%固態電池需求（GWh）7.7 21.5 36.6 66.8 119.2 199.9 306.8 407.1 消費電池消費電池 消費電池裝機量（GWh）140 156 175 194 211 230 249 270 YoY 9%12%12%10%9%9%9%8%固態電池滲透率 1.0%3.0%5.0%10.0%15.0%20.0%20.0%20.0%固態電池需求（

60、GWh）1.4 4.7 8.8 19.4 31.7 46.0 49.9 54.0 其他電池其他電池 其他電池裝機量（GWh）144 262 416 620 848 1108 1429 1805 YoY 116%81%59%49%37%31%29%26%固態電池滲透率 0.1%1.0%1.5%1.8%2.1%2.5%2.8%3.1%固態電池需求（GWh）0.1 2.6 6.2 11.3 18.2 27.4 40.0 56.6 固態電池總需求（固態電池總需求（GWhGWh）9.2 28.8 51.6 97.4 169.1 273.3 396.7 517.7 單價（元/Wh）0.90 0.85 0.

61、85 0.80 0.80 0.70 0.70 0.70 固態電池總市場空間（億元）固態電池總市場空間（億元）82.6 244.8 438.8 780.2 1354.2 1917.5 2785.4 3633.7 資料來源：華泰研究預測 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。17 電力設備與新能源電力設備與新能源 產業鏈產業鏈：工藝路線顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新工藝路線顯著簡化，同時帶來材料及工藝創新 固態電池產業鏈主要變化在中游電解質和負極材料。固態電池產業鏈主要變化在中游電解質和負極材料。與液態鋰電池大致相似，區別在于中上游的負極材料和電解質不同，若發展至全固態電池

62、，隔膜可能也完全被替換。圖表圖表33：固態電池產業鏈固態電池產業鏈 資料來源：華泰研究 固液混合電池是系統性創新，技術壁壘高，液態電池企業跟隨復制難度大。固液混合電池是系統性創新，技術壁壘高，液態電池企業跟隨復制難度大。固態/半固態電池開發、制備工藝挑戰大,不僅涉及材料創新同時也涉及到生產工藝革新：1）電解質膜：有涂覆、壓實等多種技術路線，需要基膜、固態電解質及電芯企業密切配合開發，目前業內沒有對外供應的企業；2）負極：硅碳、金屬鋰基負極是高比能電池必選，產業化應用尚不成熟，技術門檻高；3）正極：高鎳三元材料已可批量生產，但固態電解質納米化包覆還存在較多技術壁壘；4）輔材：電芯制備還需要大量的

63、導電添加劑、粘結劑、分散劑等輔材，選材及用量都需要進行大量的實驗摸索才能確定，knowhow 較多；5）集流體：可以實現內部串聯，涉及到雙面集流體的工藝，但是卷對卷工藝和電池組裝工藝沒有太大變化；6）生產工藝：干法電極、切疊一體是新方向。圖表圖表34：半固態和固態電池與當前鋰電生產工藝流程差異半固態和固態電池與當前鋰電生產工藝流程差異 資料來源：華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。18 電力設備與新能源電力設備與新能源 電解質：電解質：核心變化為電解質，具備制作工藝核心變化為電解質，具備制作工藝的公司的公司及上游原材料及上游原材料廠商廠商將有新增需求將有新增需

64、求。產業端電解質主要分為氧化物體系和硫化物體系，氧化物路線產業化較快，硫化物進展較慢，如進展相對領先的豐田預計 2025 年才有批量化硫化物全固態電池的制備能力。主要固態電解質生產企業包括上海洗霸、多氟多等；原材料端，氧化物電解質鋰鑭鋯氧（LLZO）、鋰鑭鈦氧（LLTO）的使用會新增對于鋯元素的需求，對應企業包括東方鋯業等。圖表圖表35：主要主要電解質及原料電解質及原料廠商廠商 產品產品 企業企業 進展進展 鋯原料 東方鋯業 鋯產品在固態電池上的應用仍處于試驗階段，需要 3-5 年才有投入生產計劃，公司已提供鋯產品樣品供下游廠家研發 電解質 上海洗霸 擬定增建 50 噸/年固態鋰離子電池粉體材

65、料產線，產品在電池廠測試與驗證中 電解質 多氟多 擁有半固態電解質技術儲備，己研發用于固態電池的全氟磺酸質子交換膜 資料來源：各公司官網、各公司公告，華泰研究 正負極正負極隔膜隔膜：正極沿用現有液態體系，負極變化較大正極沿用現有液態體系，負極變化較大，隔膜或被取消，隔膜或被取消。1）正極）正極：混合固液電解質基本能與現有液態鋰電池所用的正極體系（如磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰、鈷酸鋰等）進行匹配。全固態電解質能夠兼容當前的正極材料體系，同時可匹配高電壓的正極材料（如富鋰錳基等)。2）負極）負極：混合固液電池石墨系、鈦酸鋰、硅碳系均可適用，但由于仍存在電解液和隔膜，不適用于金屬鋰負極。全固態電池負極材

66、料上可以采用現有的負極體系并配合預鋰化技術提高能量密度，同時金屬鋰有望成為全固態電池的主流負極材料。3）隔膜：）隔膜：混合固液電池由于電解液的存在，仍需要隔膜，其中基膜基本沿用當前材料體系，固態電池企業會根據自身需求在基膜上涂覆所需材料。全固態電解質體系下，可能會逐步取消使用現有體系下的隔膜。圖表圖表36：固態電池固態電池/混合固液電池材料體系變化混合固液電池材料體系變化 圖表圖表37：主要材料廠商及企業主要材料廠商及企業 材料名稱材料名稱 混合固液電池的影響混合固液電池的影響 全固態體系下的變化全固態體系下的變化 正極材料 可延續現有鋰電池的正極材料體系 兼容性較強，現有體系均能正常使用，可

67、能發展高電壓復合電極材料 負極材料 目前主流的石墨系以及未來的硅基負極均可適用，不適用金屬鋰負極 現有負極材料可以兼容，同時可根據生產環節逐漸切換至金屬鋰 電解質（液）仍需要少量的有機溶劑，現有體系的 EC/DEC/DMC 等溶劑仍需要；現有六氟磷酸鋰以及新型鋰鹽等仍有需要 液態溶劑將被取代，聚合物全固態體系下新型鋰鹽發展空間較大 隔膜 仍需要隔膜隔絕正負極防止短路，常采用固態電解質包覆隔膜 不需要隔膜，現有體系將逐步被取代 主要環節主要環節 技術路線技術路線 主要公司主要公司 正極材料 三元（高鎳）當升科技、巴莫科技、振華新材、長遠鋰科 磷酸鐵鋰 湖南裕能 負極材料 硅碳負極 貝特瑞、璞泰來

68、、杉杉、天目先導 鋰金屬負極 SES、浙江鋒鋰 電解液 氧化物固態電解質 衛藍新能源、臺灣輝能、清陶能源 硫化物固態電解質 CATL、三星、豐田 聚合物固態電解質 珈偉股份、Ionic Materials、Medtronic、Blue Solutions/Bollore 隔膜 固態電解質涂覆隔膜 恩捷股份、璞泰來 資料來源：衛藍新能源、華泰研究 資料來源：各公司官網、華泰研究 設備工藝：混合固液兼容度高，全固態涉及干法電極技術設備工藝：混合固液兼容度高，全固態涉及干法電極技術。1）全固態電池中，濕法工藝較傳統方式變化較小，也有干電極技術等新工藝涌現。全固態鋰電池的生產設備雖然與傳統液態電池生產

69、設備有一定差別，但并不存在革命性創新，約 80%的設備可以沿用，只是需要在環境要求更高的干燥間內進行生產。采用濕法工藝時，液態鋰離子電池中廣泛使用的高速擠壓涂布或噴涂技術可以借鑒。此外，也出現了一些新工藝，如干電極技術，不使用溶劑，直接將少量粘合劑、導電劑和正極/負極粉末粘合，通過擠出機形成薄的電極材料帶，再將電極材料帶層壓到金屬箔集流體上形成成品電極。封裝上，全固態電池采用軟包工藝，使用疊片+熱封。2）混合固液電池工藝與傳統液態電池兼容度較高，各家企業主要區別在于電解質加入方式。各家制備混合固液電池工藝與傳統液態電池略有不同，僅在前段極片/中段注液/后段化成分容環節有所不同，大部分生產設備均

70、可通用。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。19 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表38：干法電極技術干法電極技術 圖表圖表39：主要設備工藝及相關公司主要設備工藝及相關公司 工藝工藝/設備設備 主要公司主要公司 干法電極 Maxwell、烯晶碳能 涂布設備 先導智能、贏合科技、科恒股份和璞泰來 注液機 先導智能、超業精密、贏合科技、謄辰自動化、鴻寶科技、鉑鈉特斯、精朗自動化 疊片機 先導智能、贏合科技、科瑞技術、格林晟、吉陽科技、超業精密、超源精密 化成/分容 先導智能、贏合科技、北方華創、杭可科技、星云股份 封裝設備 阿李股份、吉陽科技 資料來源：衛藍新能源

71、、華泰研究 資料來源：各公司官網、華泰研究 封裝封裝方式方式：軟包目前被認為是固態電池適配的封裝方式軟包目前被認為是固態電池適配的封裝方式。固液混合電池封裝與液態鋰電類似。為突破能量密度上限，業界紛紛在電池結構上創新，本質是利用電芯外殼的支撐作用，減少模組結構件使用，提升電池包的能量密度。軟包外殼缺乏支撐作用，精簡模組難度較大，因此短期來看在液態電池的應用上，方形和圓柱電池更能適應結構上的創新。固液混合電池在電池結構和封裝模式上跟液態電池相似。國內固態電解質以氧化物路線為主，電解質的柔韌性較差，預計固態電池主要采用疊片工藝。軟包封裝的能量密度更高，且有較為豐富的膠狀物質封裝，是有望率先搭載固態

72、電池的封裝形式。采用軟包形式對電池進行封裝，可以提高電池安全性、能量密度并減輕重量。圖表圖表40：三種主流電池封裝技術三種主流電池封裝技術 方形電池方形電池 圓柱電池圓柱電池 軟包電池軟包電池 技術優勢 安全性高；系統能量效率高，能量密度較高；結構較簡單，穩定性好，擴容相對方便 成組靈活度高；工藝技術成熟，產線高度標準化；成本較低 尺寸變化靈活度高，重量輕；能量密度高；內阻小，安全性好 技術劣勢 工藝難統一，單體差異性較大 在大規模應用中，存在系統壽命遠低于單體壽命的問題 成組后散熱設計難度大；單體容量小，能量密度較低 機械強度差，封口工藝難；成組結構復雜，設計難度大；成本較高 代表企業 寧德

73、時代、比亞迪、三星 松下、LG LG、SK 資料來源：華泰研究 固態固態/固液混合電池是未來高能量密度以及實現良好快充性能的潛力較大的路線，固態電池固液混合電池是未來高能量密度以及實現良好快充性能的潛力較大的路線，固態電池一旦能實現商業化將帶來產業顛覆性變革。一旦能實現商業化將帶來產業顛覆性變革。固態電池上游主要差異在電解質材料的創新以及設備工藝的革新，重點關注氧化物電解質/硫化物電解質以及涂布擠壓設備；中游領域，電芯電化學設計區別于液態鋰電產品，需要建立獨立的開發體系和設計能力，門檻高。電芯、模組、PACK 的生產制造環節具備一定壁壘，關注鋰電巨頭以及深耕固態電池領域的領先者。免責聲明和披露

74、以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。20 電力設備與新能源電力設備與新能源 圖表圖表41：本文涉及公司及代碼本文涉及公司及代碼 公司名稱公司名稱 公司代碼公司代碼 公司名稱公司名稱 公司代碼公司代碼 LG 新能源 LGCHEM 恩捷股份 002812 CH 三星 SDI 006400 KS 先導智能 300450 CH 松下 6752 JP 贏合科技 300457 CH 日產 7201 JP 科恒股份 300340 CH 大眾 YLKAIo GM 科瑞技術 002957 CH 現代 005380 KS 北方華創 002371 CH 寶馬 BMW GY 杭可科技 688006 CH 豐

75、田 7203 JP 星云股份 300648 CH Solid Power SLDP US Bellcore-Quantum Scape QS US Ionic Materials-通用 GM US Solid Energy-福特 F US Seeo-SES SES US 清陶新能源-蔚來 NIO SP 衛藍新能源-贛鋒鋰業 002460 CH 輝能科技-寧德時代 300750 CH 巴莫科技-國軒高科 002074 CH 天目先導-正業科技 300410 CH Medtronic-東方鋯業 002167 CH Maxwell-上海洗霸 603200 CH 烯晶碳能-多氟多 002407 CH

76、超業精密-當升科技 300073 CH 謄辰自動化-振華新材 688707 CH 鴻寶科技-長遠鋰科 688779 CH 鉑鈉特斯-湖南裕能 301358 CH 精朗自動化-貝特瑞 835185 CH 格林晟-璞泰來 603659 CH 超源精密-杉杉股份 600884 CH 阿李股份-太藍新能源-蜂巢能源-珈偉股份 300317 CH 吉陽科技-資料來源：Bloomberg，華泰研究 風險提示風險提示 新能源汽車銷量不及預期新能源汽車銷量不及預期。新能源車不僅受政策影響，需求端消費者偏好以及相關車型的推出進度也會影響。固態電池一大重要應用領域為新能源汽車，存在下游新能源汽車需求增速放緩的風險

77、。固態電池固態電池產業化進度不及預期產業化進度不及預期。固態電池技術仍有較高的技術和工藝難點，固液混合電池產品性能尚不完美。技術路線革新技術路線革新風險。風險。新能源汽車動力電池還處于技術快速迭代階段，主流技術路線可能不斷發生變化，如果技術路線變化或下游客戶產品結構調整，將導致固態電池應用減少。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。21 電力設備與新能源電力設備與新能源 免責免責聲明聲明 分析師聲明分析師聲明 本人，申建國、邊文姣，茲證明本報告所表達的觀點準確地反映了分析師對標的證券或發行人的個人意見；彼以往、現在或未來并無就其研究報告所提供的具體建議或所表迖的意見直接或

78、間接收取任何報酬。一般聲明及披露一般聲明及披露 本報告由華泰證券股份有限公司（已具備中國證監會批準的證券投資咨詢業務資格，以下簡稱“本公司”）制作。本報告所載資料是僅供接收人的嚴格保密資料。本報告僅供本公司及其客戶和其關聯機構使用。本公司不因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司認為可靠的、已公開的信息編制，但本公司及其關聯機構(以下統稱為“華泰”)對該等信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的意見、評估及預測僅反映報告發布當日的觀點和判斷。在不同時期，華泰可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。同時，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。以

79、往表現并不能指引未來，未來回報并不能得到保證，并存在損失本金的可能。華泰不保證本報告所含信息保持在最新狀態。華泰對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改，投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司不是 FINRA 的注冊會員，其研究分析師亦沒有注冊為 FINRA 的研究分析師/不具有 FINRA 分析師的注冊資格。華泰力求報告內容客觀、公正，但本報告所載的觀點、結論和建議僅供參考，不構成購買或出售所述證券的要約或招攬。該等觀點、建議并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務狀況以及特定需求，在任何時候均不構成對客戶私人投資建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況，并完整理解和使用本報告內容，不

80、應視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，華泰及作者均不承擔任何法律責任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。除非另行說明，本報告中所引用的關于業績的數據代表過往表現，過往的業績表現不應作為日后回報的預示。華泰不承諾也不保證任何預示的回報會得以實現，分析中所做的預測可能是基于相應的假設，任何假設的變化可能會顯著影響所預測的回報。華泰及作者在自身所知情的范圍內，與本報告所指的證券或投資標的不存在法律禁止的利害關系。在法律許可的情況下，華泰可能會持有報告中提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易，為該公司提供投資銀行、財務顧問或者金融

81、產品等相關服務或向該公司招攬業務。華泰的銷售人員、交易人員或其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。華泰沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。華泰的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。投資者應當考慮到華泰及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突。投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一信賴依據。有關該方面的具體披露請參照本報告尾部。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布的機構或人員，也并非意圖發

82、送、發布給因可得到、使用本報告的行為而使華泰違反或受制于當地法律或監管規則的機構或人員。本報告版權僅為本公司所有。未經本公司書面許可，任何機構或個人不得以翻版、復制、發表、引用或再次分發他人(無論整份或部分)等任何形式侵犯本公司版權。如征得本公司同意進行引用、刊發的，需在允許的范圍內使用，并需在使用前獲取獨立的法律意見，以確定該引用、刊發符合當地適用法規的要求，同時注明出處為“華泰證券研究所”，且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。本公司保留追究相關責任的權利。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。中國香港中國香港 本報告由華泰證券股份有限公司制作

83、,在香港由華泰金融控股（香港）有限公司向符合證券及期貨條例及其附屬法律規定的機構投資者和專業投資者的客戶進行分發。華泰金融控股（香港）有限公司受香港證券及期貨事務監察委員會監管，是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司，后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。在香港獲得本報告的人員若有任何有關本報告的問題,請與華泰金融控股（香港）有限公司聯系。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。22 電力設備與新能源電力設備與新能源 香港香港-重要監管披露重要監管披露 華泰金融控股（香港）有限公司的雇員或其關聯人士沒有擔任本報告中提及的公司或發行人的高級人員。杭可科技（688006 CH

84、）、長遠鋰科（688779 CH）：華泰金融控股（香港）有限公司、其子公司和/或其關聯公司在本報告發布日擔任標的公司證券做市商或者證券流動性提供者。有關重要的披露信息，請參華泰金融控股（香港）有限公司的網頁 https:/.hk/stock_disclosure 其他信息請參見下方“美國“美國-重要監管披露”重要監管披露”。美國美國 在美國本報告由華泰證券（美國）有限公司向符合美國監管規定的機構投資者進行發表與分發。華泰證券（美國）有限公司是美國注冊經紀商和美國金融業監管局（FINRA）的注冊會員。對于其在美國分發的研究報告，華泰證券（美國）有限公司根據1934 年證券交易法（修訂版）第 15

85、a-6 條規定以及美國證券交易委員會人員解釋，對本研究報告內容負責。華泰證券（美國）有限公司聯營公司的分析師不具有美國金融監管（FINRA）分析師的注冊資格，可能不屬于華泰證券（美國）有限公司的關聯人員，因此可能不受 FINRA 關于分析師與標的公司溝通、公開露面和所持交易證券的限制。華泰證券（美國）有限公司是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司，后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。任何直接從華泰證券（美國）有限公司收到此報告并希望就本報告所述任何證券進行交易的人士，應通過華泰證券（美國）有限公司進行交易。美國美國-重要監管披露重要監管披露 分析師申建國、邊文姣本人及相關人士并不擔任本報告

86、所提及的標的證券或發行人的高級人員、董事或顧問。分析師及相關人士與本報告所提及的標的證券或發行人并無任何相關財務利益。本披露中所提及的“相關人士”包括FINRA 定義下分析師的家庭成員。分析師根據華泰證券的整體收入和盈利能力獲得薪酬，包括源自公司投資銀行業務的收入。國軒高科（002074 CH）：華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司在本報告發布日之前的 12 個月內擔任了標的證券公開發行或 144A 條款發行的經辦人或聯席經辦人。杉杉股份（600884 CH）、國軒高科（002074 CH）：華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司在本報告發布日之前 12 個月內曾向標的公司提

87、供投資銀行服務并收取報酬。國軒高科（002074 CH）：華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司預計在本報告發布日之后 3 個月內將向標的公司收取或尋求投資銀行服務報酬。杭可科技（688006 CH）、長遠鋰科（688779 CH）：華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司在本報告發布日擔任標的公司證券做市商或者證券流動性提供者。華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司,及/或不時會以自身或代理形式向客戶出售及購買華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具，包括股票及債券（包括衍生品）華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具，包括股票及債券（包括衍生品）。華泰證券股份有限公司、其

88、子公司和/或其聯營公司,及/或其高級管理層、董事和雇員可能會持有本報告中所提到的任何證券（或任何相關投資）頭寸，并可能不時進行增持或減持該證券（或投資）。因此，投資者應該意識到可能存在利益沖突。評級說明評級說明 投資評級基于分析師對報告發布日后 6 至 12 個月內行業或公司回報潛力（含此期間的股息回報）相對基準表現的預期（A 股市場基準為滬深 300 指數，香港市場基準為恒生指數，美國市場基準為標普 500 指數），具體如下：行業評級行業評級 增持：增持：預計行業股票指數超越基準 中性：中性：預計行業股票指數基本與基準持平 減持：減持：預計行業股票指數明顯弱于基準 公司評級公司評級 買入：買

89、入：預計股價超越基準 15%以上 增持：增持：預計股價超越基準 5%15%持有：持有：預計股價相對基準波動在-15%5%之間 賣出：賣出：預計股價弱于基準 15%以上 暫停評級：暫停評級：已暫停評級、目標價及預測，以遵守適用法規及/或公司政策 無評級：無評級：股票不在常規研究覆蓋范圍內。投資者不應期待華泰提供該等證券及/或公司相關的持續或補充信息 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。23 電力設備與新能源電力設備與新能源 法律實體法律實體披露披露 中國中國：華泰證券股份有限公司具有中國證監會核準的“證券投資咨詢”業務資格，經營許可證編號為：913200007040410

90、11J 香港香港：華泰金融控股（香港）有限公司具有香港證監會核準的“就證券提供意見”業務資格，經營許可證編號為：AOK809 美國美國：華泰證券（美國）有限公司為美國金融業監管局（FINRA）成員，具有在美國開展經紀交易商業務的資格，經營業務許可編號為：CRD#:298809/SEC#:8-70231 華泰證券股份有限公司華泰證券股份有限公司 南京南京 北京北京 南京市建鄴區江東中路228號華泰證券廣場1號樓/郵政編碼：210019 北京市西城區太平橋大街豐盛胡同28號太平洋保險大廈A座18層/郵政編碼：100032 電話：86 25 83389999/傳真：86 25 83387521 電話

91、：86 10 63211166/傳真：86 10 63211275 電子郵件：ht- 電子郵件：ht- 深圳深圳 上海上海 深圳市福田區益田路5999號基金大廈10樓/郵政編碼：518017 上海市浦東新區東方路18號保利廣場E棟23樓/郵政編碼：200120 電話：86 755 82493932/傳真：86 755 82492062 電話：86 21 28972098/傳真：86 21 28972068 電子郵件：ht- 電子郵件：ht- 華泰金融控股（香港）有限公司華泰金融控股（香港）有限公司 香港中環皇后大道中 99 號中環中心 58 樓 5808-12 室 電話：+852-3658-6000/傳真：+852-2169-0770 電子郵件： http:/.hk 華泰證券華泰證券（美國美國）有限公司有限公司 美國紐約公園大道 280 號 21 樓東（紐約 10017）電話：+212-763-8160/傳真：+917-725-9702 電子郵件:Huataihtsc- http:/www.htsc- 版權所有2023年華泰證券股份有限公司