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1、證證券研究券研究報報告告本報告僅供華金證券客戶中的專業投資者參考本報告僅供華金證券客戶中的專業投資者參考請請仔仔細細閱閱讀讀在在本本報報告告尾部尾部的的重重要要法法律律聲聲明明eVTOLeVTOL商業化商業化臨近,固態電池迎來新機遇臨近,固態電池迎來新機遇低空經濟系列報告之固態電池低空經濟系列報告之固態電池電力設備及新能源行業電力設備及新能源行業/行業深度報告行業深度報告領先大市領先大市-A-A(維持)(維持)分析師:張文臣 S0910523020004 申文雯 S0910523110001 周 濤 S09105230500012024年4月3日 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 2核心觀
2、點核心觀點u 固態固態/半固態電池技術是突破鋰離子電池能量密度上限的關鍵路徑。半固態電池技術是突破鋰離子電池能量密度上限的關鍵路徑。目前,由于液態電解質的濃度梯度問題與低電壓平臺局限,電容量較高的正負極材料與目前的液態電解質無法適配;固態電池使用的固態電解質,具有較高的化學穩定性,繞開了液態電解質的濃度梯度問題,同時對鋰金屬負極的鋰枝晶的形成及硅的膨脹起抑制作用,其較高的電化學平臺對富鋰錳基等新型正極材料的應用提供了理論使用可行性。u 固態電池的電解質是核心環節,主要有聚合物、硫化物和氧化物三種。固態電池的電解質是核心環節,主要有聚合物、硫化物和氧化物三種。氧化物電解質商業化進程較快,硫化物潛
3、力較大。氧化物固態電池的性能與成本相對綜合,硫化物導電性最強潛力最大。歐美國家以自主研發固態電池技術的創業型公司為主,主要技術路線為氧化物與硫化物。日韓以傳統車企與電池企業合作開發為主,主要技術路線為硫化物。中國企業與科研機構或院校合作,產業化進程較快,大部分國內企業主要為氧化物、部分為硫化物,聚合物較少。u 固態固態/半固態電池技術快速進步,半固態電池技術快速進步,eVtoleVtol助推產業化落地。助推產業化落地。目前,豐田、QuantumScape、Solid Power、清陶能源等研發固態電池主流廠商的小規模量產(試產)的目標多定在2025年-2028年區間。預計2030年,量產全球鋰
4、離子固態/半固態電池商業化產能有望初見規模,屆時固態鋰電池對應的續航里程或可達到液態鋰電池的2-3倍,追平燃油車續航力。2024年以來,國內加快eVtol商業化落地,對高能量密度、高功率、高安全性的電池需求緊迫,且對成本不敏感,固態電池完美契合該市場需求,產業化進程有望提前。u 我們建議關注:寧德時代、三祥新材、贛鋒鋰能、國軒高科、當升科技和容百科技等。u 風險提示:技術突破不及預期;產業化進程不及預期;原材料價格波動風險;其他不可抗因素等。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 3目錄目錄固態電池固態電池能量密度高、安全性能顯著能量密度高、安全性能顯著固態電池技術路線及生產工藝固態電池技術路線
5、及生產工藝eVtoleVtol助力固態電池產業化助力固態電池產業化推薦標的推薦標的投資建議投資建議010204030506風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 4資料來源:ACS Energy Lett.、中國科學院、徐曉雄等全固態理電池技術的研究現狀與展望、華金證券研究所1.1 1.1 固態電池使用固態電解質替代電解液和隔膜固態電池使用固態電解質替代電解液和隔膜液態、固態電池結構對比液態、固態電池結構對比固態電池發展固態電池發展歷程歷程u 突破能量密度上限和解決安全隱患,固態電池成為下一代鋰電池重要技術路線。傳統鋰離子電池采用液態電解質,容易引發安全隱患,同時能量密度的瓶頸
6、為350Wh/kg,無法滿足行業更高要求。為解決安全隱患并提高能量密度上限,全球范圍內的科學家都在積極研發固態鋰離子電池。u 固態電池是一種使用固態電解質的電池,用固態電解質替代了傳統鋰電池的電解液和隔膜。固態電池在高能量密度、高安全性等方面優勢明顯,其理論能量密度上限為500+Wh/kg。固態電池的正極可沿用磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元等,有望以高鎳多元、富鋰錳基材料為主;負極的發展初期以硅系負極材料為主,再過渡到納米硅碳負極,最后發展到鋰金屬負極材料;包裝材料一般采用鋁塑膜。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 5資料來源:許曉雄等為全固態鋰電池“正名”、起點鋰電、華金證券研究所1.2
7、1.2 高安全性與高能量密度兼備,固態高安全性與高能量密度兼備,固態/半固態電池前景堅定半固態電池前景堅定液態、固態、半固態鋰電池對比液態、固態、半固態鋰電池對比電池類型電池類型能量密度上限能量密度上限隔膜隔膜目前生產成本目前生產成本電解質化學窗口上限電解質化學窗口上限 對鋰金屬負極兼容性對鋰金屬負極兼容性液體含量液體含量安全性(熱穩定,抗安全性(熱穩定,抗針刺)針刺)液態鋰電池較低(300Wh/kg)需要較低較窄(10%熱極限140-180,針刺即燃半固態鋰電池中等(400Wh/kg)需要中等中等抑制鋰結晶力度弱180固態鋰電池較高(500Wh/kg)不需要較高較高(5V)抑制鋰結晶力度強0
8、熱穩定300,免疫針刺甚至剪切u 液態電池:液態電池的主要材料是正負極、隔膜和電解液。u 半固態電池:半固態鋰電池是固液混合電解質電池,是液態到固態電池的過渡產物,可以被目前的液態電池生產線兼容,通常液體含量10%為半固態與液態劃分臨界點,仍舊需要隔膜。u 固態電池:全固態電池的電解質采用全固體材料,不需要隔膜。其固態電解質能夠匹配電容量更大的正負極材料,實現更高的電池能量密度。而且固態電池安全性突出,可以抵抗熱失控和穿刺等擠壓力。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 6資料來源:能源學人、起點鋰電、北極星儲能網、新能源Leader、電池中國網、華金證券研究所1.3 1.3 固態電池優勢一:能
9、量密度提升(正極材料升級)固態電池優勢一:能量密度提升(正極材料升級)各正極材料屬性對比各正極材料屬性對比富錳基正極材料充放電曲線富錳基正極材料充放電曲線(2.2.5-4.6V5-4.6V充放電,充放電,0.025C0.025C,AAAA電池電池)高電壓充放電容量高,大于高電壓充放電容量高,大于250mAh/g250mAh/g主流固態主流固態電池正極電池正極材料材料理論容量理論容量(mAh/gmAh/g)實際容量實際容量(mAh/gmAh/g)循環性能循環性能成本成本電壓平臺電壓平臺磷酸鐵鋰170140150高較低3.4高鎳三元280200中較高3.5富鋰錳基300未商業化較差較低4.5u 正
10、極材料向無鈷靠攏,富鋰錳基潛力巨大。對比液態電池,固態電池可容納新的電極材料,譬如富鋰錳基。常規電壓下的富鋰錳基材料在目前所有商業化的正極材料里,循環穩定性最好,45下充放電1700周容量保持率88%。但是,因為目前難以解決電壓衰減、循環壽命低等問題,產業化進程受限。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 7資料來源:鉅大鋰電、彪捷等鋰離子電池合金負極材料研究進展、許曉雄等為全固態鋰電池“正名”、華金證券研究所1.3 1.3 固態電池優勢一:能量密度提升(負極材料升級)固態電池優勢一:能量密度提升(負極材料升級)負極材料屬性對比負極材料屬性對比傳統鋰電池和硫化物固態鋰電池的電芯設計對比傳統鋰電池
11、和硫化物固態鋰電池的電芯設計對比主流固態電主流固態電池負極材料池負極材料比容量比容量(mAh/g)(mAh/g)優點優點缺點缺點石墨372技術成熟,成本低,高循環穩定性理論容量較低硅碳負極3590 高比容量,原材料豐富,技術進步快循環過程中體積膨脹問題難以解決,工藝復雜,成本較高鋰金屬3860高比容量,低電壓平臺體積膨脹容易引起電極材料的破裂和損壞;活性高易化學反應,安全隱患大。傳統鋰電池的石墨負極和傳統鋰電池的石墨負極和硅碳負極硅碳負極硫化物固態電池的石墨負極硫化物固態電池的石墨負極和鋰金屬負極和鋰金屬負極u 負極方面,固態電池比傳統鋰電池更容易適配鋰金屬負極和硅碳負極,因為固態電解質由固態
12、材料構成,具有較高的化學穩定性,對鋰金屬負極的鋰枝晶的形成及硅的膨脹起抑制作用。u 采用鋰金屬負極能量密度最高、接近400Wh/kg。右圖中,正極均采用100m厚的NCM811,4種不同電芯比較下,采用鋰金屬負極材料的固態電池能量密度最高。資料來源:Joscha Schnell等Solid versus LiquidA Bottom-Up Calculation Model to Analyze the Manufacturing Cost of Future High-Energy Batteries 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 8資料來源:GGII、搜狐網、鉅大鋰電、華金證券研究
13、所1.3 1.3 固態電池優勢一:能量密度提升(內部串聯)固態電池優勢一:能量密度提升(內部串聯)(a)(a)使用液體電解質的傳統堆疊式鋰離子電池使用液體電解質的傳統堆疊式鋰離子電池 (b)(b)雙極堆疊式全固態鋰電池的示意圖雙極堆疊式全固態鋰電池的示意圖u 電芯內部串聯能有效提升固態電池電壓,提高體積能量密度。傳統鋰電池承載電壓超過5V后會出現易分解甚至爆炸的情況,因此只能外部串聯。固態鋰陶瓷電池能在電池內部形成串聯,使單顆電池芯的額定電壓從7.4V,最大串聯疊加至60V,在單體電池電壓上遠高于傳統動力電池,且不需要焊接集流體,體積能量密度有望進一步提升。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明
14、 91.4 1.4 固態電池優勢二:安全性優勢顯著固態電池優勢二:安全性優勢顯著不同體系電池在不同溫度下的焓變不同體系電池在不同溫度下的焓變鋰離子電池和全固態電池安全圖鋰離子電池和全固態電池安全圖LLZNO代表固態電解質,iPF6代表電解液,AG代表人造石墨,Li代表金屬鋰,KB為科琴黑ALIB代表全固態電池,LIB代表傳統鋰電池資料來源:新能源Leader、華金證券研究所u 相比液態電池,固態電池具有較高的化學和熱穩定性,能夠有效抑制鋰電池中發生熱失控或燃燒的風險,電池在被刺破時仍可安全運行,不會泄漏或爆炸。根據豐田研發實驗室的報告,通過對比研究NCA/NCM鋰電池和鈮摻雜鋰鑭鋯氧(LLZN
15、O)全固態電池的產熱特性,豐田發現全固態電池產熱量只有傳統鋰電池的25-30%,因此具有顯著的安全性優勢??紤]其放熱量依然存在,還需進一步降低放熱量,以實現真正意義的“安全”。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 10資料來源:電子工程專輯、IT之家、智車派、騰訊新聞、華金證券研究所1.5 1.5 固態電池優勢三:固態電池低溫性能出色固態電池優勢三:固態電池低溫性能出色非晶態非晶態SE ASSBSE ASSB在在-10-10的循環性能的循環性能智己智己L6L6日內瓦車展首秀日內瓦車展首秀u 固態電解質(SEs)在寬溫度范圍內保持固態,不完全喪失離子傳導功能,是其潛在優勢之一。近期,智己汽車宣布
16、,全球首款搭載“超快充固態電池”智己L6將于5月正式上市,該電池由上汽集團與清陶能源聯合研發制造,可實現1000km以上超長續航,且低溫性能出色。液態電池的電解液在低溫下粘度大幅增加,鋰離子遷移速度顯著降低,因此冬季性能較差。相比之下,固態電解質在低溫下電導率也會降低,但受溫度影響幅度較小,即使在-30環境下,放電容量保持率也能達到90%以上,低溫續航更好。u 非晶態SE是實現致密固態電解質隔膜的希望材料,使用這種SE的固態電池在-10下仍然可以展示出長循環壽命。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 11資料來源:周靜穎等全固態電池的研究進展與挑戰、鉅大鋰電、深水科技、華金證券研究所1.6 1
17、.6 固態電池挑戰一:離子電導率低固態電池挑戰一:離子電導率低LLZOLLZO基電解質的基電解質的RTRT離子電導率離子電導率()和燒結進展和燒結進展不同電解質性能對比不同電解質性能對比u 固態電解質中離子間相互作用強,因此離子電導率低。u 解決方案:從材料、工藝等方面進行改進。研究發現,基于石榴石型Li7La3Zr2O12(LLZO)的固態電解質表現出了高遷移數和高離子電導率。同時,采用特殊的燒結方法,如放電等離子燒結,可以生產出密度更大的LLZO顆粒,以最大限度地提高相對密度和高離子電導率。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 12資料來源:周靜穎等全固態電池的研究進展與挑戰、財聯社、澎湃
18、新聞、華金證券研究所1.7 1.7 固態電池挑戰二:量產難度大固態電池挑戰二:量產難度大全固態電池發展面臨的核心科學問題全固態電池發展面臨的核心科學問題u 受技術和成本制約,固態電池量產難度大。技術上,當前固態電池工藝尚未成熟,其發展亟需解決三個核心科學問題,即固態電解質的離子輸運機制、鋰枝晶生長機制和多場耦合下的失效失控機制。成本上,部分材料售價昂貴,阻礙固態電池的量產。u 解決方案:作為液態電池和固態電池的折中產品,半固態電池有望率先量產。半固態電池兼容現有傳統鋰電池的工藝設備,且兼具安全性、能量密度和經濟性,因而有望率先進入產業化階段。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 13資料來源:
19、快科技、蜂巢能源、TrendForce集邦咨詢、wind、華金證券研究所1.8 1.8 固態電池挑戰三:成本高固態電池挑戰三:成本高石墨負極液態、硅碳負極液態、石墨負極固態、鋰金屬負極石墨負極液態、硅碳負極液態、石墨負極固態、鋰金屬負極固態的制造成本的預估模型(產能:固態的制造成本的預估模型(產能:6GWh/year)6GWh/year)四類電池的材料和材料及加工成本預估模型(四類電池的材料和材料及加工成本預估模型(6GWh/year)6GWh/year)u 成本:負極材料成本偏差最大,尤其是硅碳負極所需涂覆的額外電解質導致成本高昂,鋰金屬負極成本雖然較低但技術上仍存在鋰枝晶反應等難關。目前固
20、態電池已商業化銷售實例少,以蔚來2023年7月上線的150kWh電池包信息測算,其半固態電池成本約為1.7-2.2元/Wh,遠高于同期車用方形三元電芯、鐵鋰電芯均價0.73、0.65元/Wh。截止2024年4月3日,方形三元電芯、鐵鋰電芯均價已降至0.465、0.375元/Wh,液態鋰電池均價持續下降,固態電池降本方面仍面臨不小挑戰。u 降本潛力:在除材料外的層面,固態電池的成本優勢凸顯。據SolidPower計算,固態電池制作過程中省去了注液、化成、排氣等工藝和步驟可以節約成本34%;而固態電池的高安全性,在PACK層面同樣可節約相應9%的成本;而且,高安全性減少了被召回維修的概率,同樣減少
21、了潛在的維修成本。資料來源:Joscha Schnell等Solid versus LiquidA Bottom-Up Calculation Model to Analyze the Manufacturing Cost of Future High-Energy Batteries 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 14目錄目錄固態電池固態電池能量密度高、安全性能顯著能量密度高、安全性能顯著固態電池技術路線及生產工藝固態電池技術路線及生產工藝eVtoleVtol助力固態電池產業化助力固態電池產業化推薦標的推薦標的投資建議投資建議010204030506風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報
22、告尾部的重要法律聲明 15資料來源:Alex M.Bates等Are solid-state batteries safer than lithium-ion batteries?、華金證券研究所整理2.1 2.1 固態電池有聚合物、氧化物、硫化物三種技術路線固態電池有聚合物、氧化物、硫化物三種技術路線固態電解質類別對比固態電解質類別對比電解質電解質離子電導率離子電導率界面相容性界面相容性機械性能機械性能電化學窗口電化學窗口成本經濟性成本經濟性聚合物低(約107 S/cm)較高較高(黏彈性好)較低(絕大多數5V)較高硫化物高(103101 S/cm)較低較低(硫化物硬度較低,存在一定程度可變性
23、,需通過外加壓力來提升界面物理接觸)中等(大部分400Wh/kg400Wh/kg300Wh/kg400Wh/kg500Wh/kg主要投資公司主要投資公司大眾、上汽、斯坦福大學、continental等寶馬、福特、volta、solvay等NEDO計劃23家車企、E電池及材料制造商,另有15家大學/公共研究機構參與首爾大學、高立大學、成均館大學、東京工業大學、大阪工業大學等日韓大學聯盟中國商飛、上海交大等u 全球核心固態電池產業區域為歐美、日韓和中國。u 歐美:以自主研發固態電池技術的創業型公司為主,主要技術路線為氧化物與硫化物。u 日韓:以傳統車企與電池企業合作開發為主,主要技術路線為硫化物。
24、u 中國:以市場為主導研發投入巨大,且以科研機構或院校為支撐,產業化進程較快。大部分國內企業主要為氧化物、部分為硫化物,聚合物較少。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 32資料來源:寧德時代凝聚態電池發布會、國家知識安全產業局、觀察者網、鋰想生活、Beta財富管理、華金證券研究所3.9 3.9 中國企業:寧德時代(半固態)中國企業:寧德時代(半固態)寧德時代動力電池技術路徑迭代寧德時代動力電池技術路徑迭代凝聚態電池發布會凝聚態電池發布會u 電池概況:凝聚態電池采用高動力仿生凝聚態電解質,通過將固態電解質顆粒填充到凝膠電解質隔膜孔隙中,并添加少量電解液,既具有液體電解質離子電導率高的特點,又擁
25、有固態電解質安全性能高的優點;構建微米級自適應網狀結構,在增強微觀結構穩定性能的同時進一步提高電池動力學性能,具備優秀的充放電能力;液態電解液被限制在孔隙內,因而電池負極可采用金屬鋰。凝聚態電池最高能量密度可達500Wh/kg。u 生產進度:寧德時代將推出凝聚態電池的車規級應用版本;重點布局硫化物全固態路線,目前已有高能量密度的固態電池樣品,但商業化仍需5年以上。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 33資料來源:NE時代新能源、財聯社、Ofweek鋰電網、中國儲能網、中國粉體網、動點科技、華金證券研究所3.10 3.10 中國企業:清陶能源(半固態)中國企業:清陶能源(半固態)清陶一至三代固
26、態電池構成及性能清陶一至三代固態電池構成及性能昆山清陶新能源固態鋰電池產業化項目已動工昆山清陶新能源固態鋰電池產業化項目已動工u 電池概況:清陶能源選擇氧化物路線。第一代半固態電池能量密度在240-420Wh/kg之間,2021年聯合上汽完成裝車實驗,單體能量密度368Wh/kg,最大續航里程達到1083km。第二代準固態電池能量密度為400-500Wh/kg,已完成小試,正在中試準備階段;第三代全固態電池能量密度超500Wh/kg,正進行產線設計和工藝開發相關工作。u 生產進度:2018年清陶能源國內首條0.1GWh固態鋰電池產線正式投產;2020年宜春一期1GWh項目建成投產;2022年1
27、0Gwh固態電池產業化項目在昆山開建,計劃2024年建成;2023年投資100億元在四川郫都建設15GWh固態電池儲能產業基地,首期1GWh建成投產;2023年投資70億元在內蒙古建設10GWh固態產能。搭載清陶固態電池的上汽智己L6將于2024年5月上市,率先實現規?;慨a。電解質液電解質液體含量體含量能量密度能量密度電解質電解質正極正極負極負極工藝工藝第一代半固態5%-10%240-420Wh/kg氧化物為主,輔之聚合物形成復合電解質高鎳三元硅碳采用納米固態電解質涂覆及固態電解質層成型第二代準固態350Wh/kg硫化物+全固態三元+鋰金屬贛鋒鋰業一代260Wh/kg,二代400Wh/kg氧
28、化物+半固態一代三元+石墨;二代三元+鋰金屬國軒高科一代360Wh/Kg,二代400Wh/kg氧化物+半固態一代三元+石墨;二代正極三元,負極未定衛藍新能源一代360Wh/kg氧化物+半固態三元+硅碳負極輝能科技330Wh/kg氧化物+半固態三元+硅氧負極清陶能源368Wh/kg氧化物+半固態三元+硅碳負極蜂巢能源350Wh/kg硫化物+全固態三元+鋰金屬三星SDI900Wh/L硫化物+全固態無陽極u 國內技術路線目前氧化物為主,半固態過渡。目前仍舊主攻硫化物+全固態路線的主要代表是Solid Power、豐田、三星SDI與蜂巢能源。國外正負極材料多以鋰金屬負極為主,部分國內企業探索硅碳負極。
29、請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 43資料來源:集邦新能源網、電池網、上海洗霸公告、搜狐網、Ofweek鋰電網、北極星電池網、華金證券研究所整理3.20 3.20 固態電解質產能規劃固態電解質產能規劃企業企業項目名稱項目名稱投資額投資額產能產能具體內容具體內容上海洗霸固態電池電解質生產基地50億-2023年12月與中國科學院上海硅酸鹽研究所在上海洗霸嘉定工廠合作建成10噸級標準工業化產線。馬車動力硫化物固態電解質中試線-超10噸可批量穩定生產大粒徑、中粒徑、小粒徑和超小粒徑四類產品;硫化物固態電解質中試線正在建設中,預計2024年初投產。瑞逍科技衢州硫化物全固態電解質生產基地項目13億60
30、00噸預計2025年建成并達到百噸級全固態電解質生產能力,2028年實現年產6000噸全固態電解質的目標。金啟航樂陵生產基地項目116億-2023年11月啟動,一期計劃建設10條隔膜產線和固態電解質核心材料生產線;二期建設30條固態電解質材料生產線。中科固能溧陽硫化物全固態電解質生產基地項目60億-2023年9月簽約落地,預計2025-2026具備滿產能力,2030年之前建成全固態電池產業園。藍固新能源江蘇溧陽基地-1000噸22年5月固態電解質進入試產階段,已建成行業內首條千噸級固態電解質生產線。浙江湖州基地-5000噸22年10月具備年產5000噸原位固態電解質、混合固液電解質的生產能力,
31、穩定出貨。山東淄博基地-5萬噸5萬噸原位固態化電解質、混合固液電解質、鋰電池電解液和鈉電池電解液即將投產。天目先導固態電解質涂層隔膜項目13億-21年11月簽約落地。天目先導納米硅基負極項目20億-一期項目投資10億元,建成后可形成年產能為1000噸固態電池用關鍵材料。u 當前固態電解質商業化技術路線尚未明確,各大公司正不斷增加研發投入,主要參與者包括中科固能、藍固新能源、上海洗霸等。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 44資料來源:集邦新能源網、GGII、澎湃新聞、衛藍新能源官網、Ofweek鋰電網、中國儲能網、華金證券研究所整理3.21 3.21 中國主要企業固態電池產能規劃中國主要企業
32、固態電池產能規劃企業企業產能布局產能布局規劃產能規劃產能落地產能落地產能產品特征產品特征合作車企合作車企贛鋒鋰業遠期規劃產能超40GWh。2023年固態電池4GWh產能已建成量產,后續36GWh產能正在建設中,生產基地包括江西新余、重慶兩江和廣東東莞。40GWh4GWh氧化物電解質+高鎳三元東風汽車、賽力斯輝能科技2023年5月在法國投資52億歐元建設固態電池超級工廠,產能規劃48GWh,計劃2024年建設,2026年底開始量產;2023年底臺灣陶克工廠開始投產,產能2GWh。50GWh2GWh固態鋰陶瓷電池奔馳、越南VinFast衛藍新能源總產能規劃50.2GWh,其中湖州基地總投資109億
33、元,規劃產能20GWh,一期2GWh已投產;北京房山基地8GWh2023年底投產;山東淄博基地20GWh2022年底投產;江蘇溧陽基地0.2GWh2020年投產。50.2GWh30.2GWh氧化物電解質+半固態蔚來、吉利清陶能源2020年宜春一期1GWh項目建成投產;2022年10Gwh固態電池產業化項目在昆山開建,計劃2024年建成;2023年投資100億元在四川郫都建設15GWh固態電池儲能產業基地,首期1GWh建成投產;2023年投資70億元在內蒙古建設10GWh固態產能。36GWh2GWh氧化物電解質+半固態上汽、北汽太藍新能源重慶一期0.2GWh滿產,二期2GWh預計2024年6月投
34、產;安徽淮南10GWh正在建設中。12.2GWh0.2GWh-領新新能源2023年2月建設0.5GWh生產線,10月正式下線;2023年6月總投資106億元建設20GWh產線,預計2024年實現5GWh規?;慨a。20.5GWh0.5GWh大容量凝膠聚合物固態電池-金啟航2023年11月20GWh固態電池樂陵生產基地項目啟動,一期2GWh。20GWh-u 當前半固態電池仍處于產業化前夕。據不完全統計,國內固態電池產能規劃已超過220GWh,贛鋒鋰電、輝能科技、衛藍新能源等企業獲得資本和技術雙重加持,正加速推進半固態電池的產業化和商業化。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 45資料來源:財學堂
35、、固態電池SSBIP、財聯社、華金證券研究所3.22 3.22 全球主要新能源車企固態電池布局全球主要新能源車企固態電池布局公司名稱公司名稱量產進展量產進展供應商供應商/合作企業合作企業上汽集團2024H1公司旗下智已品牌將推出搭載800V超級快充半固態電池車型;2025年固態電池在智已,飛凡,榮威、MG等車型產品上量產。清陶能源廣汽集團2026年在昊鉑車型上實現全固態電池量產。贛鋒鋰業一汽集團2024年1月8日發布高能安全電池HPB,能量密度達260 Wh/kg;3月3日,和孚能科技共建半固態、固態電池戰略聯盟。自研、孚能科技長安汽車2025年開始量產能量密度達到350-500Wh/kg固態
36、電池產品;2030年實現全面普及;2035年左右實現鋰金屬電池,鋰硫電池等裝車應用。自研、贛鋒鋰業東風汽車2022年12月搭載2022年首批搭載贛鋒鋰業半固態電池的50輛東鳳E70正式交付。2022年12月搭載孚能科技半固態電池的東風嵐圖追光首發。2024年東風新一代固態電芯(能量密度超405Wh/kg)有望開始量產;東風日產計劃2024年啟動全固態電池量產工廠建設,2028年之前量產上市。自研、贛鋒鋰業、孚能科技吉利汽車2022年建設固態電池材料試驗線,2023年建設固態電池實驗室,衛藍新能源北汽集團2020年搭載清陶能源固態電池的樣車下線,2022年北汽福田完成固態電池塔載測試。清陶能源蔚
37、來2023年12月搭載半固態電池的蔚來ET7實測續航超1000km:搭載半固態電池的車型預計2024年開始量產。衛藍新能源賽力斯2023年搭載贛鋒鋰業半固態電池的SERES-5正式上市,贛鋒鋰業寶馬公司處于電池A樣測試階段;公司計劃2025年推出一款基于Solid Power固態電池的原型車,2030年前實現全固態電池量產。Solid Power奔馳公司投資輝能科技、Factorial Energy,共同開發固態電池產品,輝能科技、Factorial Energy大眾公司投資Quantum Scepe,共同開發固態電池產品;雙方合作項目預計2027年實現量產,Quantum Scape福特公司
38、投資Solid Power,共同開發固態電池產品。Solid POWER豐田2019年與松下成立合資公司聯合研發固態電池,2023年公司與日本石油化學公司出光興產(供應固態電解質)達成協議聯合開發固態電池,公司計劃2027年開始固態電池試產,2030年前實現固態電池車型量產。自研、松下本田公司投資SES聯合開發固態電池產品,公司計劃2024年建設全固態電池示范生產線,并在2025-2030年左右實現量產。自研、SES、松下現代公司投資SES,聯合開發固態電池產品;公司與LG新能源、SK On、Factorial Energy等均合作進行固態電池開發。公司預計2027年實現部分固態電池車型量產,
39、2030年左右實現全面量產。SES、LG新能源、SK On、Factorial Energy通用公司投資SES,聯合開發固態電池產品:2021年進行了A樣品測試。SES日產公司計劃2024年建設固態電地試驗線,2025年交現全固態電池試生產,2028年推出全固態電池車型。自研、松下u 半固態電池率先落地裝車,加速全固態電池商業化半固態電池率先落地裝車,加速全固態電池商業化。2022年以來,國內企業以半固態方案作為過渡的中間路線,率先實現半固態電池裝車應用,同時加速向全固態電池轉化。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 46目錄目錄固態電池固態電池能量密度高、安全性能顯著能量密度高、安全性能顯著
40、固態電池技術路線及生產工藝固態電池技術路線及生產工藝eVtoleVtol助力固態電池產業化助力固態電池產業化推薦標的推薦標的投資建議投資建議010204030506風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 47資料來源:wind、寧德時代凝聚態電池發布會、證券時報、觀察者網、華金證券研究所4.14.1 相關標的:相關標的:寧德時代寧德時代營業收入(億元營業收入(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u 寧德時代是全球領先的鋰離子電池研發制造公司,專注于新能源汽車動力電池系統、儲能系統的研發、生產和銷售。公司2023年4月發布凝聚態電池,能量密度最高可達500Wh
41、/kg,正在進行民用電動載人飛機項目的合作開發,執行航空級的標準和測試,同時還將推出凝聚態電池的車規級應用版本;重點布局硫化物全固態路線,目前已有高能量密度的固態電池樣品,但商業化仍需5年以上。0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,50020192020202120222023 營業收入(億元)營業收入YOY0%20%40%60%80%100%120%140%160%180%200%05010015020025030035040045050020192020202120222023歸
42、母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 48資料來源:wind、公司公告、國軒高科官網、中化新網、華金證券研究所4.24.2 相關標的:相關標的:國軒高科國軒高科營業收入(億元營業收入(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u 公司系國內最早從事新能源汽車動力鋰離子電池自主研發、生產和銷售的企業之一,主要產品為磷酸鐵鋰材料及電芯、三元材料及電芯、動力電池組、電池管理系統及儲能型電池組。u 固態方面,360Wh/kg高比能三元固態電池通過新國標安全測試,進入產業化階段,能量密度可實現實現260Wh/kg,續航里程超過1000公里;400Wh/kg
43、三元半固態電池在實驗室已有原型樣品,未來將落地硅基負極和鋰金屬負極和預鋰技術。-20%0%20%40%60%80%100%120%140%05010015020025020192020202120222023Q1-3 營業收入(億元)營業收入YOY-150%-100%-50%0%50%100%150%200%250%0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 20192020202120222023Q1-3歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 49資料來源:wind、公司公告、贛鋒鋰業官網、無敵電動網、鑫欏鋰電、IT之家、華金證券研究所4
44、.34.3 相關標的:相關標的:贛鋒鋰贛鋒鋰業業營業收入(億元營業收入(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u 贛鋒鋰業是全球鋰行業唯一同時擁有“鹵水提鋰”、“礦石提鋰”和“回收提鋰”產業化技術的企業,擁有垂直整合的業務模式,構建打通上、中、下游的產業生態系統。u 固態方面,2022年1月全球首批搭載第一代固態電池的東風E70已批量交付市場,能量密度超過260Wh/kg;第二代基于高鎳三元正極、含鋰負極材料,能量密度超過350Wh/kg;2022年7月建設新型鋰電池科技產業園,擬建成國內最大的固態電池生產基地。2023年9月,發布超級半固態“新鋒”電池,該電池可實現3000
45、+循環壽命,且半固態電池CTP結構使體積效率提高8%,能量密度增加10%,零件數量減少50%,讓整車更加輕量化。-50%0%50%100%150%200%250%300%05010015020025030035040045020192020202120222023 營業收入(億元)營業收入YOY-200%-100%0%100%200%300%400%500%05010015020025020192020202120222023歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 50資料來源:wind、三祥新材官網、三祥新材互動問答、中國科學報、華金證券研究所4.44.4
46、相關標的:相關標的:三祥新材三祥新材營業收入營業收入(億元(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u 三祥新材始建于1988年,是國內鋯龍頭企業,設有CNAS國家認可實驗室、博士后科研工作站、省級企業技術中心、省級氧化鋯材料重點實驗室和省級鋯材料工程研究中心。u 公司在鋯基固態電池電解質及原材料領域積極開展研究和技術攻關,目前已向清陶能源等企業送樣,氧氯化鋯鋰總規劃年產能10萬噸,項目一期已全面投產。2023年6月中國科大開發出全固態鋰電池電解質氧氯化鋯鋰,能以目前最低的成本實現和當下最先進的硫化物、氯化物固態電解質相近的性能,一旦氧氯化鋯鋰固態電池正式落地,公司將成為最大受
47、益者之一。-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%01234567891020192020202120222023Q1-3 營業收入(億元)營業收入YOY-60%-40%-20%0%20%40%60%0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 20192020202120222023Q1-3歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 51資料來源:wind、當升科技官網、集微網、華金證券研究所4.54.5 相關標的:相關標的:當升科技當升科技營業收入營業收入(億元(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u
48、當升科技是首家以鋰電正極材料為主營業務上市的中國企業,積極研發新型先進正極材料,推出超高鎳無鈷、新型富錳正極、磷酸錳鐵鋰正極材料、雙相復合固態鋰電正極、固態電解質全新體系材料等產品。u 固態方面,公司目前已經完成固態鋰電材料開發及批量出貨,尤其在正極與固態電解質方面,與贛鋒鋰電、清陶、衛藍新能源、清陶、輝能等全球主要固態電池客戶開展了密切的技術和業務合作。-50%0%50%100%150%200%05010015020025020192020202120222023營業收入(億元)營業收入YOY-200%-100%0%100%200%300%400%-505101520252019202020
49、2120222023歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 52資料來源:wind、容百科技官網、愛集微、華金證券研究所4.64.6 相關標的:容百科技相關標的:容百科技營業收入營業收入(億元(億元/%/%)歸母凈利潤(億元歸母凈利潤(億元/%/%)u 容百科技是一家高科技新能源材料行業的跨國型集團公司,專業從事鋰電池正極材料的研發與經營,由中韓兩支均擁有二十余年鋰電池正極材料行業成功創業經驗的團隊共同打造。u 固態方面,Ni90高鎳產品已批量供貨衛藍新能源360Wh/kg半固態電池體系,正式應用在蔚來ET7等三款車型。在固態前沿新技術方面,富鋰錳基材料通過客
50、戶認證,容量、循環等綜合性能行業領先。-50%0%50%100%150%200%250%05010015020025030035020192020202120222023Q1-3營業收入(億元)營業收入YOY-100%-50%0%50%100%150%200%250%300%350%024681012141620192020202120222023Q1-3歸母凈利潤(億元)歸母凈利潤YOY 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 53目錄目錄固態電池固態電池能量密度高、安全性能顯著能量密度高、安全性能顯著固態電池技術路線及生產工藝固態電池技術路線及生產工藝eVtoleVtol助力固態電池產業化助
51、力固態電池產業化推薦標的推薦標的投資建議投資建議010204030506風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 54投資建議投資建議u 鋰電池起步于消費類電子市場,大發展與新能源汽車動力和儲能市場,行業仍處于發展中早期階段,材料體系、電池外形、以及輔材等均有較大的進步空間,其中,固態/半固態電池技術是突破鋰電池能量密度上限的主要途徑。固態電池可以大幅提高電池的安全性,改善電池的低溫性能,將進一步推動新能源汽車行業的高速發展,且會延伸出更多應用場景。u 固態固態/半固態電池技術快速進步,半固態電池技術快速進步,eVtoleVtol助推產業化落地。助推產業化落地。目前,豐田、Qua
52、ntumScape、Solid Power、清陶能源等研發固態電池主流廠商的小規模量產(試產)的目標多定在2025年-2028年區間。預計2030年,量產全球鋰離子固態/半固態電池商業化產能有望初見規模,屆時固態鋰電池對應的續航里程或可達到液態鋰電池的2-3倍,追平燃油車續航力。2024年以來,國內加快eVtol商業化落地,對高能量密度、高功率、高安全性的電池需求緊迫,且對成本不敏感,固態電池完美契合該市場需求,產業化進程有望提速。u 固態電池的電解質是核心環節,主要有聚合物、硫化物和氧化物三種。固態電池的電解質是核心環節,主要有聚合物、硫化物和氧化物三種。氧化物電解質商業化進程較快,硫化物潛
53、力較大。氧化物固態電池的性能與成本相對綜合,硫化物導電性最強潛力最大。歐美國家以自主研發固態電池技術的創業型公司為主,主要技術路線為氧化物與硫化物。日韓以傳統車企與電池企業合作開發為主,主要技術路線為硫化物。中國企業與科研機構或院校合作,產業化進程較快,大部分國內企業主要為氧化物、部分為硫化物,聚合物較少。u 固態電池相關企業較多,參差不齊,且都處于起步階段。我們建議關注:寧德時代、三祥新材、贛鋒鋰能、國軒高科、當升科技和容百科技等公司。u 風險提示:技術突破不及預期;產業化進程不及預期;原材料價格波動風險;其他不可抗因素等。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 55目錄目錄固態電池固態電池能
54、量密度高、安全性能顯著能量密度高、安全性能顯著固態電池技術路線及生產工藝固態電池技術路線及生產工藝eVtoleVtol助力固態電池產業化助力固態電池產業化推薦標的推薦標的投資建議投資建議010204030506風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 56u 固態電池技術突破不及預期:當前固態電池技術尚不成熟,電池和電池材料體系變化日新月異,固態電解質技術路線并不明確,盡管各車企和電池廠商都在積極投入研發,但從實驗室走向市場仍面臨不少挑戰。u 固態電池產業化進程不及預期:當前固態電池尚未形成規?;慨a,各個企業產品多處于實驗室驗證和裝車測試階段,商業化時間存在較大的不確定性;同時
55、國內企業大規模擴產半固態電池產能,但半固態電池為固態電池的過渡階段,可能存在后續升級為固態電池后大量產線面臨淘汰的風險。u 原材料價格波動風險:固態電池主要原料礦產有鋰、鈷、鎳、錳、磷等,這些礦產的儲量和分布將對固態電池成本產生重要影響,當主要原材料價格較高時,可能導致固態電池成本難以下降,對產業化和下游需求造成不利影響。u 新技術替代風險:未來可能研發出新的電池技術,延緩甚或替代固態電池技術。u 其他不可抗因素。風險提示風險提示 請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 57評級說明評級說明行業評級體系行業評級體系收益評級:領先大市 未來6個月的投資收益率領先滬深300指數10%以上;同步大市
56、未來6個月的投資收益率與滬深300指數的變動幅度相差-10%至10%;落后大市 未來6個月的投資收益率落后滬深300指數10%以上;風險評級:A 正常風險,未來6個月投資收益率的波動小于等于滬深300指數波動;B 較高風險,未來6個月投資收益率的波動大于滬深300指數波動。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 58法律聲明法律聲明分析師聲明分析師聲明張文臣、周濤、申文雯聲明,本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,勤勉盡責、誠實守信。本人對本報告的內容和觀點負責,保證信息來源合法合規、研究方法專業審慎、研究觀點獨立公正、分析結論具有合理依據,特此聲明。本公司具備證券投資咨詢業務資格的
57、說明本公司具備證券投資咨詢業務資格的說明華金證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)經中國證券監督管理委員會核準,取得證券投資咨詢業務許可。本公司及其投資咨詢人員可以為證券投資人或客戶提供證券投資分析、預測或者建議等直接或間接的有償咨詢服務。發布證券研究報告,是證券投資咨詢業務的一種基本形式,本公司可以對證券及證券相關產品的價值、市場走勢或者相關影響因素進行分析,形成證券估值、投資評級等投資分析意見,制作證券研究報告,并向本公司的客戶發布。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 59法律聲明法律聲明免責聲明:免責聲明:本報告僅供華金證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因為任
58、何機構或個人接收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告基于已公開的資料或信息撰寫,但本公司不保證該等信息及資料的完整性、準確性。本報告所載的信息、資料、建議及推測僅反映本公司于本報告發布當日的判斷,本報告中的證券或投資標的價格、價值及投資帶來的收入可能會波動。在不同時期,本公司可能撰寫并發布與本報告所載資料、建議及推測不一致的報告。本公司不保證本報告所含信息及資料保持在最新狀態,本公司將隨時補充、更新和修訂有關信息及資料,但不保證及時公開發布。同時,本公司有權對本報告所含信息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。任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀
59、點,一切須以本公司向客戶發布的本報告完整版本為準。在法律許可的情況下,本公司及所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易,也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務,提請客戶充分注意??蛻舨粦獙⒈緢蟾鏋樽鞒銎渫顿Y決策的惟一參考因素,亦不應認為本報告可以取代客戶自身的投資判斷與決策。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議,無論是否已經明示或暗示,本報告不能作為道義的、責任的和法律的依據或者憑證。在任何情況下,本公司亦不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告版權僅為本公司所有,
60、未經事先書面許可,任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表、轉發、篡改或引用本報告的任何部分。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,并注明出處為“華金證券股份有限公司研究所”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。華金證券股份有限公司對本聲明條款具有惟一修改權和最終解釋權。請仔細閱讀在本報告尾部的重要法律聲明 60法律聲明法律聲明風險提示風險提示:報告中的內容和意見僅供參考,并不構成對所述證券買賣的出價或詢價。投資者對其投資行為負完全責任,我公司及其雇員對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。華金證券股份有限公司辦公地址:上海市浦東新區楊高南路759號陸家嘴世紀金融廣場30層北京市朝陽區建國路108號橫琴人壽大廈17層深圳市福田區益田路6001號太平金融大廈10樓05單元 電話:021-20655588