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1、 20242024 年年 0505 月月 1515 日日 鋰電終局技術,產業加速落地鋰電終局技術,產業加速落地 固態電池固態電池行業專題報告行業專題報告 推薦推薦(維持維持)投資要點投資要點 分析師:黎江濤分析師:黎江濤 S1050521120002 聯系人:潘子揚聯系人:潘子揚 S1050122090009 行業相對表現行業相對表現 表現 1M 3M 12M 電池(申萬)-0.4 13.4-29.7 滬深 300 3.0 8.7-8.5 市場表現市場表現 資料來源:Wind,華鑫證券研究 相關研究相關研究 1、新能源汽車行業周報:年報季接近尾聲,汽車以舊換新政策印發2024-04-29 2、
2、新能源汽車行業周報:小米汽車訂單火爆,低空經濟政策頻出2024-03-31 3、新能源汽車行業周報:小米汽車發布在即,關注供應鏈投資機會2024-03-24 安全及高能量密度,固態電池優勢盡顯安全及高能量密度,固態電池優勢盡顯 新能源汽車行業快速發展,但安全事故頻發,能量密度瓶頸呈現,是亟待解決的核心問題。固態電池以固態電解質替代易燃的電解液,可實現電池本征安全,同時兼容更好性能的正負極材料,可大幅提升鋰電池能量密度,兼具高安全與高能量密度,成為全面提升鋰電池性能的必然選擇。多方勢力引領,產業化進程加速多方勢力引領,產業化進程加速 全固態電池性能全面,但存在成本高、固-固界面導電性差等問題,限
3、制其大規模商業化應用。半固態電池作為過渡技術,目前已在蔚來、東風嵐圖、上汽智己等品牌批量上車。此外,eVTOL 行業高速發展,其對電池能量密度、安全性、倍率性能等提出更高要求,現有電池技術無法滿足其要求,固態電池有望在 eVTOL 迎批量應用,產業發展有望受益。全球主要國家均對固態電池行業積極布局,海外主要企業如Solid Power、豐田、三星 SDI 等均選擇硫化物路線作為固態電池技術方向,并以研發全固態電池為主;國內企業如衛藍、清陶等均選擇氧化物路線,并先行研制、生產半固態電池。在海內外車企、電池廠共同推動下,產業化進程有望持續提速。材料體系升級,創造產業新機遇材料體系升級,創造產業新機
4、遇 鋰電池技術向固態電池轉變過程將帶動材料體系升級,主要包括:1 1)固態電解質)固態電解質:固態電池以固態電解質替代電解液及隔膜;氧化物體系下鋯、鑭等材料有望受益;硫化物體系下則鍺或將迎新機遇;2 2)正負極材料)正負極材料:正極將更廣泛的應用高鎳三元,并逐漸向富鋰錳基轉變;負極將向硅基負極、鋰金屬負極演化;3 3)多孔銅箔)多孔銅箔:對比傳統電解銅箔,多孔銅箔可改善固態電池鋰離子傳輸效率,提升循環,進一步增強固態電池安全性,與固態電池更適配;4 4)鋁塑膜)鋁塑膜:軟包疊片可以改善固態電池柔韌性,或為最適用于固態電池的裝配方式,有望帶動鋁塑膜需求。行業評級及投資策略行業評級及投資策略 固態
5、電池兼具高安全性與高能量密度,或將成鋰電池終局技術選擇。國內車企、電池廠共同推動半固態電池產業化先-50-40-30-20-10010(%)電池滬深300行行業業研研究究 證證券券研研究究報報告告 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 2 誠信、專業、穩健、高效 行,固態電池行業有望提速,給予行業“推薦推薦”評級。建議重點關注寧德時代、當升科技、上海洗霸、金龍羽、三祥新寧德時代、當升科技、上海洗霸、金龍羽、三祥新材、東方鋯業材、東方鋯業等。風險提示風險提示 下游需求不及預期;固態電池產業化進程不及預期;推薦公司業績不及預期;推薦公司固態電池研發進展不及預期;其他系統性風險。重點
6、關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 公司代碼公司代碼 名稱名稱 20242024-0505-1 14 4 股價股價 EPSEPS PEPE 投資評級投資評級 20232023 2024E2024E 2025E2025E 20232023 2024E2024E 2025E2025E 300750.SZ 寧德時代 199.01 11.79 11.09 13.28 17 18 15 買入 300073.SZ 當升科技 42.07 3.80 2.26 2.76 11 19 15 買入 603663.SH 三祥新材 16.48 0.19 0.35 0.46 87 47 36 未評級 資料來源:Wi
7、nd,華鑫證券研究(注:未評級盈利預測取自萬得一致預期)BX9WhVaXmVpUrW9PcM7NnPpPmOsOeRqQnQlOoPoRaQpOmMvPnMrMuOsQrO證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 3 誠信、專業、穩健、高效 正文正文目錄目錄 1、鋰電技術終局,海內外加速推進.6 1.1、優勢顯著,固態電池或將成鋰電技術終局.6 1.2、多技術路徑并存,終局路徑尚未明晰.9 1.3、海內外企業共同推進,產業化進程加速.13 1.4、eVTOL 等場景打開固態電池成長空間.18 2、材料體系革新,創造產業新機.19 2.1、固態電解質:革新變化,多方勢力爭相布局.19
8、 2.2、正極材料:高鎳三元滲透率提升,富鋰錳基有望應用.21 2.3、負極材料:短期向硅基發展,長期鋰金屬有望應用.23 2.4、銅箔:多孔銅箔有望獲滲透率提升.24 2.5、鋁塑膜:軟包疊片或為固態電池最優選,鋁塑膜有望加速應用.25 3、行業評級及投資策略.27 4、重點推薦個股.28 4.1、寧德時代.28 4.2、當升科技.28 4.3、上海洗霸.30 4.4、金龍羽.31 4.5、三祥新材.32 4.6、東方鋯業.33 5、風險提示.34 圖表圖表目錄目錄 圖表 1:動力電池技術發展趨勢.6 圖表 2:液體/固態電池結構示意圖.6 圖表 3:固態、半固態及液態電池對比.7 圖表 4
9、:鋰電池熱失控成因.7 圖表 5:主流正極材料對比.8 圖表 6:主流負極材料對比.8 圖表 7:液態電池與聚合物固態電池在-20的對比表現.8 圖表 8:全固態電池發展面臨的核心科學問題.9 圖表 9:主流固態電解質對比.9 圖表 10:各類氧化物與硫化物固態電解質金屬成本.9 圖表 11:各類型氧化物固態電解質對比.10 圖表 12:代表性硫化物電解質的離子電導率及活化能.11 圖表 13:各類型聚合物固態電解質對比.12 圖表 14:海內外主流固態電池企業技術路線選擇.12 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 4 誠信、專業、穩健、高效 圖表 15:海外全固態電池產業化
10、路線圖.13 圖表 16:全球固態電池產業布局.13 圖表 17:部分車企固態電池布局動態.14 圖表 18:Solid Power 固態電池規劃.15 圖表 19:Solid Power 產能情況.15 圖表 20:QS 固態電池進展及規劃.15 圖表 21:QS 固態電池商業化路徑圖.15 圖表 22:豐田固態電池產業化路徑圖.15 圖表 23:中國固態電池企業產能規劃.16 圖表 24:中國企業固態電池技術進展及上車規劃.17 圖表 25:中國低空經濟國家層面政策.18 圖表 26:eVTOL 對電池參數要求.18 圖表 27:固態電解質成膜工藝.20 圖表 28:清陶能源臺州項目固態電
11、解質各組分耗量.20 圖表 29:LLZTO 固態電解質對鑭/鋯/鉭氧化物需求.20 圖表 30:國內部分企業固態電解質產業化進程及產能布局情況.21 圖表 31:主流正極材料性能對比.22 圖表 32:主要正極材料企業固態電池布局情況.22 圖表 33:液態電池到固態電池負極材料變化圖譜.23 圖表 34:主流負極材料性能對比.23 圖表 35:國內企業硅基負極布局.24 圖表 36:國內企業金屬鋰負極布局.24 圖表 37:泡沫銅具備諸多優勢.25 圖表 38:泡沫銅用量低于復合銅箔及電解銅箔.25 圖表 39:固態電池一體化疊片工藝.26 圖表 5:重點關注公司及盈利預測.27 圖表 4
12、1:寧德時代凝聚態電池單體能量密度可達 500Wh/kg.28 圖表 42:寧德時代凝聚態電池使用創新材料.28 圖表 43:當升科技與固態電池企業披露合作情況.29 圖表 44:清陶與衛藍公司概況.29 圖表 45:清陶與衛藍固態電池裝車對比.29 圖表 46:衛藍新能源產能.30 圖表 47:清陶能源產能.30 圖表 48:公司固態電池產業合作情況.30 圖表 49:公司固態電池產業鏈布局進展.31 圖表 50:公司固態電解質相關專利.32 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 5 誠信、專業、穩健、高效 圖表 51:公司固態電池相關研發項目.33 證券研究報告證券研究報告
13、 請閱讀最后一頁重要免責聲明 6 誠信、專業、穩健、高效 1 1、鋰電技術終局,海內外加速推進鋰電技術終局,海內外加速推進 1.11.1、優勢顯著,固態電池或將成鋰電技術終局優勢顯著,固態電池或將成鋰電技術終局 高安全、高能量密度的固態電池高安全、高能量密度的固態電池為為鋰電池發展必由之路。鋰電池發展必由之路。全球電動化快速發展,鋰離子電池憑借高能量密度、長循環壽命等優勢成為消費電子、新能源汽車、儲能等諸多下游行業主要供能載體,支撐全球電動化進程。但隨著新能源汽車滲透率持續提升,由于電池熱失控導致的新能源車安全事故成為新能源車行業面臨的一大挑戰;此外,隨著液態鋰電池技術愈發成熟,其能量密度提升
14、愈發困難,限制新能源車續航提升,里程焦慮成為限制新能源車滲透率進一步提升另一大瓶頸。全固態電池使用固體電解質替代易燃易爆的電解液,實現電池本征安全,同時可以應用更高比容量的正負極材料,打開鋰電池能量密度天花板,成為全面提升鋰電池性能的必然選擇。圖表圖表 1 1:動力電池技術發展趨勢:動力電池技術發展趨勢 圖表圖表 2 2:液體:液體/固態電池結構示意圖固態電池結構示意圖 資料來源:固態電池技術發展現狀綜述,華鑫證券研究 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 液態電池為目前全球鋰電池主流技術,工藝及供應鏈成熟,成本低,但電池本征安全問題及能量密度限制其進一步發展。半固態電池安全性及能量密度較液態電池
15、有所提升,且產線與液態電池可以較好的兼容,成為液態與固態電池之間的過渡方案;固態電池可以解決電池本征安全問題,并可大幅提升鋰電池能量密度,此外具有更好的寬溫性能,是鋰電池發展終局之選,但目前仍有制造成本高、固固界面導電性差等問題,限制其大規模商業化應用。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 7 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3 3:固態、半固態及液態電池對比:固態、半固態及液態電池對比 資料來源:億歐智庫,華鑫證券研究 固態電池核心優勢之一為其具有高安全性固態電池核心優勢之一為其具有高安全性,主要由于其以熱穩定性強、不易燃的固態電解質,替代易燃的液態電解液,大幅降低電池自燃
16、、爆炸風險。此外,固態電解質具有更高的機械強度,能更好地抵抗電池內部的機械應力,防止鋰枝晶穿透隔膜導致短路。同時,其化學穩定性強,不易與電極材料發生反應,進一步增加電池穩定性。因此,機械濫用、電濫用、熱濫用三大鋰電池熱失控主要成因,在固態電池的應用下均得到良好的解決,固態電池安全性較液態電池大幅提升。圖表圖表 4 4:鋰電池熱失控成因:鋰電池熱失控成因 資料來源:當寧消防網,華鑫證券研究 固態電池另一大核心優勢為能量密度大幅提升固態電池另一大核心優勢為能量密度大幅提升。其提升能量密度主要通過:1)以固態電解質替代液態電解質與隔膜,減少電池內部非活性材料,增加有效儲能空間;2)固態電解質不易燃,
17、不揮發,也不易引起電池內部短路,使電池可以承受更高電壓,使用更廣泛的電極材料,如金屬鋰負極、富鋰錳基等,同時提升正負極材料比容量及電壓平臺,進而證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 8 誠信、專業、穩健、高效 提升能量密度;3)結構優化,由于沒有液態電解質,固態電池結構設計可以更緊湊,減少電池組件之間的空間,從而提高體積能量密度。圖表圖表 5 5:主流正極材料對比:主流正極材料對比 圖表圖表 6 6:主流負極材料對比:主流負極材料對比 資料來源:富鋰錳基正極材料研究進展,高容量富鋰正極材料的挑戰與最新進展,磷酸鐵鋰電池及其發展現狀,鑫欏鋰電,華鑫證券研究 資料來源:蓬勃發展的金
18、屬鋰負極,華經產業研究院,鋰電池技術知識平臺,貝特瑞官網,華鑫證券研究 除高安全性及能量密度,固態電池具有更好的低溫性能固態電池具有更好的低溫性能。液態電池在低溫下,由于電解液粘度增加,鋰離子電導率降低,電池內阻上升,容量損失較大,甚至可能因電解液凝固導致電池無法正常工作。固態電池由于使用固態電解質,避免了液態電解質的這些問題,根據Tailoring polymer electrolyte ionic conductivity for production of low-temperature operating quasi-all-solid-state lithium metal batt
19、eries,聚合物固態電池在-20的表現遠優于液態電池,且在-50條件下仍能正常工作。圖表圖表 7 7:液態電池與聚合物固態電池在:液態電池與聚合物固態電池在-2020的對比表現的對比表現 資 料 來 源:Tailoring polymer electrolyte ionic conductivity for production of low-temperature operating quasi-all-solid-state lithium metal batteries,華鑫證券研究 縱使固態電池具有高安全、高能量密度、優秀的低溫性能等一系列優勢,其產業化進程仍存一定阻礙,一方面由于生
20、產工藝復雜、成本高,另一方面由于固態電池仍然存在科學問題,根據全固態電池的研究進展與挑戰,固態電解質離子輸運機制、鋰金屬負極枝晶生長機制、多場耦合體系失控/失效機制為固態電池三大核心科學問題,先進表征技術、原理機制創新、新型材料創制成為固態電池進一步發展重要途徑。主流正極材料主流正極材料理論容量理論容量(mAh/g)(mAh/g)實際容量實際容量(mAh/g)(mAh/g)成本成本電壓平臺電壓平臺磷酸鐵鋰170140-145較低3.2高鎳三元280175較高3.5富鋰錳基350250較低4.5主流負極材料主流負極材料理論容量理論容量(mAh/g)(mAh/g)實際容量實際容量(mAh/g)(m
21、Ah/g)優勢優勢劣勢劣勢石墨372300-345電導率高;化學性能穩定;鋰離子嵌入容量高嵌鋰容量較低,限制鋰電池能量密度硅碳負極4200400-650比容量高;電化學嵌鋰電位低;快充性能優異;硅元素儲量豐富;環境友好體積膨脹率高;導電性差;循環壽命低;首次效率低鋰金屬3860-比容量高;電極電位極低金屬鋰化學穩定性差,易與氧氣、水發生反應;鋰枝晶的存在可能導致:太長刺穿隔膜導致短路;電流強度較大導致斷裂證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 9 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 8 8: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 資料來源:全固態電池的研究
22、進展與挑戰,華鑫證券研究 1.21.2、多技術路徑并存,終局路徑尚未明晰多技術路徑并存,終局路徑尚未明晰 根據不同的電解質類型,固態電池主要包括聚合物、氧化物、硫化物三種技術路線。其中聚合物固態電池具有良好的機械性能,但常溫下離子電導率較低;氧化物固態電池離子電導率較高,熱穩定性好,適合大規模生產,但界面接觸差,為目前半固態電池主要技術路線;硫化物電解質離子電導率最高,電化學窗口寬,柔度和可塑性好,或最終為全固態電池主要路徑,但其生產要求高,且硫化鋰前驅體昂貴,短時制約其商業化。圖表圖表 9 9:主流固態電解質對比:主流固態電解質對比 圖表圖表 1010:各類氧化物與硫化物固態電解質金屬成本:
23、各類氧化物與硫化物固態電解質金屬成本 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 資料來源:Solid-State Battery Roadmap 2035+,華鑫證券研究 分類分類特點特點當前問題當前問題現有發展水平現有發展水平氧化物全固態電池穩定性高,安全性好,較高能量密度離子電導率低,固固接觸差,電池倍率性能差研發重心轉向固液混合聚合物全固態電池電解質軟,固-固接觸好,成本低,工藝設備成熟離子電導率低,熱穩定性差,電化學窗口窄,安全問題研發重心轉向固液混合硫化物全固態電池高離子導電率,固-固接觸好,能量密度高,倍率性能好電解質穩定性差,成本高,電池生產環境要求高材料開發電池原型驗證全球范圍加速推進
24、產業化證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 10 誠信、專業、穩健、高效 氧化物電解質主要包括石榴石型、鈣鈦礦型、NASICON、LISICON 等,其中 LLZO 為代表的石榴石型氧化物固態電解質與鋰負極接觸穩定性高,同時擁有較寬的電化學窗口,但空氣中不穩定,界面相容性較差;NASICON 型固態電解質對空氣環境穩定性更高,但在固態電池循環中 Ti4+與鋰金屬負極接觸易被還原,導致對鋰金屬電化學穩定性較差。目前石榴石型電解質為氧化物半固態電池主流選擇。圖表圖表 1111:各類型氧化物固態電解質對比:各類型氧化物固態電解質對比 資料來源:LATP聚合物固態電解質的制備及性能研究
25、,華鑫證券研究 硫化物固態電解質中的 S2-半徑比氧化物固態電解質中的 O2-大,且極化用強,用硫元素代替氧元素,可以增加電解質內部的晶胞體積、擴大 Li+的傳輸路徑,提高離子電導率,但硫化物固態電解質對生產環境要求極高,導致了工藝成本升高。硫化物固態電解質主要包括玻璃、玻璃陶瓷、Thio-LISICON 型、LGPS 型和硫銀鍺礦型。玻璃態硫化物電解質是最早被研究的快離子導體之一,由于玻璃態電解質沒有晶粒,有效消除了晶界阻抗,使玻璃態硫化物電解質比相同組分的晶態硫化物電解質離子電導率高 1-2個數量級,且玻璃態硫化物電解質合成工藝與當前多種技術兼容,有擴展到商業應用的潛力;玻璃陶瓷相是通過對
26、玻璃態硫化物電解質進行高溫析晶而得,析出的微晶超離子導鋰晶相可以通過非晶態玻璃基體連接而形成連續的傳導網絡,是玻璃陶瓷具有較強的離子傳導能力;Thio-LISICON 型材料具有較好的電化學穩定性,但離子電導率較低,在固態電池中的應用受到限制;LGPS 型硫化物電解質離子電導率高,但其中的 Ge 元素成本高且對鋰金屬不穩定,Sn、Si、Al 等元素對 Ge 的替代可有效降低成本,并進一步提升離子電導率;硫銀鍺礦型電解質在高溫下具有高離子電導率,但熱穩定性較差。種類種類離子電導率離子電導率(mS cm(mS cm-1-1)優點優點缺點缺點石榴石型10-11 離子電導率高、對鋰負極穩定空氣中不穩定
27、、界面相容性差鈣鈦礦型1體相電導率高立方相結構不穩定、晶界阻抗高NASICON10-11離子電導率高、空氣中穩定對鋰不穩定LISICON10-4 高溫下穩定室溫下離子的電導率低硫化物型1離子電導率高制備條件苛刻、成本高證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 11 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 1212:代表性硫化物電解質的離子電導率及活化能:代表性硫化物電解質的離子電導率及活化能 資料來源:硫化物基全固態鋰電池材料設計及其性能研究,華鑫證券研究 聚合物固態電解質具有良好的柔性和可加工性,適用于可穿戴設備等應用的固態電池。但其室溫離子電導率低,導致電池倍率性能及功率密度均較低。
28、此外,由于鋰鹽對適度敏感,合成過程須在干燥條件下進行,其生產成本有一定增加。另一方面,聚合物熱穩定性類別類別 組成 組成離子電導率離子電導率(S cm(S cm-1-1)活化能活化能(eV)(eV)50Li2S-50GeS2410-50.560Li2S-40SiS2510-40.2575Li2S-25P2S5210-40.3557Li2S-38SiS2-5Li4SiO4210-30.3730Li2S-26B2S5-44LiI1.710-30.3070Li2S-30P2S51.710-20.18Li7P3S119.710-40.32Li7P2.9Ce0.2S10.9Cl0.33.210-30.2
29、2Li7P2.9Mn0.1S10.7I0.35.610-30.2270Li2S-29P2S5-1Li3PO41.8710-30.19Li3.25Ge0.25P0.75S42.210-30.21Li3.325P0.935S41.510-40.23Li3.4Si0.4P0.6S46.410-40.29 0.4LiI-0.6Li4SnS44.110-40,44Li10GeP2S121.210-20.25Li10SnP2S12410-30.60Li10SiP2S122.310-30.20Li10GeP2S11.4O0.68.410-30.22Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.32.5
30、10-20.24Li6PS5Cl1.910-30.22Li6PS5Br6.810-30.27Li6PS5I4.610-70.32Li5.5PS4.5Cl1.59.410-30.29Li6.75Si0.75Sb0.25S5I1.3110-20.17玻璃玻璃陶瓷Thio-LISICON型LGPS型硫銀鍺礦型證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 12 誠信、專業、穩健、高效 較差,使其對電池工作溫度的變化范圍有較嚴格的要求。部分聚合物固態電解質機械強度較低,因此當使用鋰金屬負極時,難以阻止鋰枝晶生長。由于以上問題,聚合物固態電解質在固態電池中的應用受到限制。圖表圖表 1313:各類型
31、聚合物固態電解質對比:各類型聚合物固態電解質對比 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 目前海外主要企業如 Solid Power、豐田、三星 SDI 等均選擇硫化物路線作為固態電池技術方向,并以研發全固態電池為主;國內企業如衛藍、清陶等均選擇氧化物路線,并先行研制、生產半固態電池。雖各企業技術路徑選擇具一定差異,但從現有趨勢來看,氧化物與半固態、硫化物與全固態成為主流搭配,硫化物或成為全固態電池終局技術路徑。圖表圖表 1414:海內外主流固態電池企業技術路線選擇:海內外主流固態電池企業技術路線選擇 資料來源:固態電池 SSB,芝能科技,經緯創投,IT 之家,集邦固態電池,太平洋號,華鑫證券研究
32、材料材料電導率電導率優勢優勢劣勢劣勢PEO10-7S/cm 修飾后可達10-4S/cm鋰離子傳輸能力強,負極兼容性好,電極間界面阻抗小離子電導率低,電壓窗口低,機械強度差,粘性大影響成膜PS10-6S/cm 修飾后可達10-4S/cm熱穩定性高,化學穩定性高,負極穩定性高,易加工成膜離子電導率低,機械強度差,大規模制造難度大,電化學窗口窄PAN修飾后可達10-3-10-4S/cm化學穩定性好,耐熱性強,電化學窗口寬離子電導率低,力學性能差PMMA修飾后可達10-3-10-4S/cm與鋰電極界面阻抗低,鋰離子傳輸能力強,制造成本低,易合成成膜后硬脆、柔韌性差、機械強度差企業企業能量密度能量密度技
33、術路線技術路線QuantumScape350Wh/kg氧化物陶瓷+半固態+無負極Solid Power硅負極390Wh/kg,鋰金屬負極440Wh/kg硫化物+全固態豐田350Wh/kg硫化物+全固態贛鋒鋰業一代260Wh/kg,二代400Wh/kg氧化物+半固態國軒高科一代360Wh/Kg,二代400Wh/kg氧化物+半固態衛藍新能源一代360Wh/kg氧化物+半固態輝能科技330Wh/kg氧化物+半固態清陶能源368Wh/kg氧化物+半固態蜂巢能源350Wh/kg硫化物+全固態三星SDI900Wh/L硫化物+全固態正負極材料正負極材料三元+硅碳負極三元+硅氧負極三元+硅碳負極三元+鋰金屬無
34、陽極正極鋰金屬,充電時形成負極,放電時傳向正極三元+硅碳/鋰金屬三元+鋰金屬一代三元+石墨;二代三元+鋰金屬一代三元+石墨;二代正極三元,負極未定證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 13 誠信、專業、穩健、高效 1.31.3、海內外企業共同推進,產業化進程加速海內外企業共同推進,產業化進程加速 全球企業共同推動固態電池商業化進程,各企業規劃固態電池量產時間點普遍在 2027-2030 年。全球固態電池勢力主要包括中國傳統電池廠、中國新勢力企業、韓國傳統電池廠、日本主機廠、美國新勢力企業等。其中日本對固態電池布局時間早、布局力度大,日本政府推出日本蓄電池產業戰略,舉國家之力推動
35、固態電池產業化,試圖在固態電池領域彎道超車,目前豐田具有全球最多的固態電池專利;韓國主要由三星 SDI、LG 等龍頭電池企業布局固態電池;美國固態電池布局以 Solid Power、Quantum Scape 等初創企業為主,其與歐洲龍頭主機廠大眾、寶馬等深度合作;中國則由傳統電池廠、固態電池新勢力廠商共同推進。圖表圖表 1515:海外全固態電池產業化路線圖:海外全固態電池產業化路線圖 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 圖表圖表 1616:全球固態電池產業布局:全球固態電池產業布局 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 車企端來看,由于國內企業采用半固態電池作為過渡方案,東風 E70、東風嵐圖、蔚
36、來、證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 14 誠信、專業、穩健、高效 賽力斯、上汽智己等已實現半固態電池量產上車;海外企業多采用全固態電池路線,其中寶馬與 Solid Power 合作,預計 2025 年推出固態電池原型車,2030 年量產固態電池車型;大眾與 QS 合作,預計 2025 年建立固態電池量產線;奔馳與輝能、Factorial Energy 等合作,計劃 2028 年批量生產固態電池;豐田計劃 2025 年推出全固態電池混動汽車,2030 年推出全固態電池純電汽車。圖表圖表 1717:部分車企固態電池布局動態:部分車企固態電池布局動態 資料來源:GGII,華鑫證
37、券研究 海外電池企業來看,美國 Solid Power 及 QS、日本豐田固態電池進展較快。其中Solid Power 2022 年完成硫化物全固態電池試生產線安裝,周電池產能達 300 個,并于2023 年 11 月向寶馬交付第一批 A 樣產品,固態電池正式進入裝車驗證階段,其計劃 2024年完成 B 樣和 C 樣開發,2025 年完成 D 樣開發并進入 SOP 階段。產品方面,Solid Power計劃 2024 年測試鋰金屬負極+八系三元正極固態電池產品,能量密度可達 440Wh/kg,并計劃 2026 年量產鋰金屬負極+下一代正極固態電池產品,能量密度預計將達 560Wh/kg。202
38、1年1月東風汽車 2022年1月,50輛搭載贛鋒鋰電高比能固態電池的東風E70開啟示范運營贛鋒鋰電2023年1月東風嵐圖1月13日,東風嵐圖“追光”首批量產車型正式下線,搭載82度電池包,采用能量密度為170wh/kg的半固態電池,配套嵐圖自研的“云母”電池系統孚能科技2023年蔚來蔚來150度的半固態電池將于2023年上半年推出,搭載于ET7車型。采用衛藍新能源研發的半固態電池,這款能量密度360 wh/kg的電池延期至今年上半年完成量產衛藍新能源2023年賽力斯純電動SUV賽力斯-SERES-5規劃于2023年上市,搭載鋒鋰電三元半固態電池。SERES 5搭載的半固態電池為90度電,最大續
39、航里程(WLTP)530km,主攻歐洲市場贛鋒鋰電2023年上汽智己2023年4月,上汽智己L6舉行新車發布會,準900V超快充固態電池將量產上車,該固態電池能量密度達368Wh/kg,續航超1000km,充電12分鐘續航可增加400km清陶能源2025年長安深藍2022年年底,長安深藍在第二十屆廣州車展表示,公司從1年多前就開始加速半固態電池研發,目前已經進入工程化研發階段,預計2025年將載整車應用/2025年大眾大眾集團已向QuantumScape累計投資3億美元,QuantumScape在2022年向大眾交付了第一批A樣原型固態電池供測試。按照大眾的計劃,2025年將建立固態電池量產線
40、Quantum Scape2025年寶馬2023年1月,寶馬集團公告,將與Solid Power啟動下一階段全固態電池的聯合研發。Solid Power將向寶馬授權電池設計和制造工藝,幫助寶馬在慕尼黑附近的工廠建設中試線。寶馬計劃,第一輛采用全固態電池的原型車在2025年之前推出,2030年實現全固態電池的量產Solid Power2026-2030年豐田豐田汽車計劃2025年推出全固態電池混合動力汽車,2030前推出全固態純電動汽車。2022年,豐田汽車決定投資約430億日元(約22億人民幣),建設全固態電池示范生產線,預計2024年春季啟動,并希望將全固態電池搭載在20262030年間推出
41、的車型上自產2028年奔馳2023年1月27日,奔馳投資了中國臺灣省固態電池研發公司輝能科技(ProLogium),此前,奔馳已投資了美國固態電池公司FactorialEnergy規劃裝車時間車企動態電池供應商。奔馳計劃2028年實現固態電池批量生產輝能科技、Factorial Energy2028年日產2022年,位于日本神奈川縣的日產研究中心正式啟動原型電池的開發工程,按計劃,日產將于2024年在橫濱建設固態電池試點工廠,2028年推出配裝全固態電池的里產車。2023年2月,日產歐洲表示已經成功開發出全固態電池,目標是2025年開始試生產,2028年生產一款由固態電池驅動的全新電動汽車/V
42、infast2022年7月,輝能科技官宣,越南汽車品牌vinFast對輝能科技投資數千萬美元。雙方約定,自2024年起,輝能科技將為VinFast供貨固態電池。未來,兩家公司還會規劃在越南成立合資企業,建立固態電池工廠輝能科技/比亞迪比亞迪早在2016年以前就開始投入固態鋰電池的研發工作,目前在國內的相關專利數里眾多,位列國內第一。其兩種技術路線,氧化物固態鋰電池以及硫化物固態鋰電池均已完成生產,可進行裝車試驗/證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 15 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 1818:Solid PowerSolid Power 固態電池規劃固態電池規劃 圖表圖表
43、 1919:Solid PowerSolid Power 產能情況產能情況 資料來源:固態電池 SSB,華鑫證券研究 資料來源:Solid Power,華鑫證券研究 QS 固態電池主要與大眾合作,2024 年初,大眾 PowerCo 證實 QS 固態電池充放電 1000次后仍可保持 95%容量,意味著固態電池產業在循環方面取得重大進展。QS 計劃 2024 年首次小批量試產 B 樣固態電池產品,并于 2025 年底開始批量化生產固態電池。圖表圖表 2020:QSQS 固態電池進展及規劃固態電池進展及規劃 圖表圖表 2121:QSQS 固態電池商業化路徑圖固態電池商業化路徑圖 資料來源:QS,華
44、鑫證券研究 資料來源:QS,華鑫證券研究 豐田是全球最早布局固態電池的車企之一,其與石化巨頭出光合作研發固態電解質,共同解決質量與成本問題,出光 2001 年便開始固態電池基礎研究工作,豐田則 2006 年開始研發固態電池,相關專利數量超過 1000 件。根據豐田規劃,第一代全固態電池將于2027-2028 年問世,續航里程將達 621 英里(993 公里)以上,預計可以 10 分鐘內將電池電量由 10%充電至 80%;第二代固態電池預計續航將達到 745 英里(1192 公里)。圖表圖表 2222:豐田固態電池產業化路徑圖:豐田固態電池產業化路徑圖 產品產品硅負極+電解質硅負極+電解質+NC
45、M811+NCM811鋰金屬負極+電解質鋰金屬負極+電解質+NCM811+NCM811鋰金屬負極+電解鋰金屬負極+電解質+下一代正極質+下一代正極能量密度390Wh/kg440Wh/kg560Wh/kg體積能量密度930Wh/L930Wh/L785Wh/L循環周期1000+循環1000+循環1000+循環快充15min 10%-90%SOC20min 10%-90%SOC30min 10%-90%SOC量產計劃22年測試25年量產24年測試26年量產26年量產產品硅負極+電解質+NCM811鋰金屬負極+電解質+NCM811鋰金屬負極+電解質+下一代正極能量密度390Wh/kg440Wh/kg5
46、60Wh/kg體積能量密度930Wh/L930Wh/L785Wh/L循環周期1000+循環1000+循環1000+循環快充15min 10%-90%SOC20min 10%-90%SOC30min 10%-90%SOC量產計劃22年測試25年量產24年測試26年量產26年量產證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 16 誠信、專業、穩健、高效 資料來源:芝能科技,華鑫證券研究 中國布局固態電池的企業包括寧德時代為代表的電池廠、衛藍為代表的新勢力、金龍羽為代表的其他行業轉型、贛鋒鋰業為代表的上游企業一體化布局。寧德時代 2023 年 4 月發布凝聚態電池,能量密度達 500Wh/k
47、g,可用于電動載人飛機;孚能科技第一代半固態電池能量密度達 330Wh/kg,已在東風嵐圖量產裝車;衛藍半固態電池能量密度達 360Wh/kg,已批量交付蔚來 150kWh 車型。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟,2024 年前 4 月國內半固態電池裝車量達 1.1GWh,主要由上述三家企業貢獻。其他企業中,清陶能源半固態電池已在上汽智己上車,2025 年有望裝車上汽飛凡、MG、榮威等;贛鋒鋰業 2023 年上車賽力斯SERES-5,12 月與長城汽車達成合作協議,并預計 2026 年上車廣汽;輝能科技與奔馳、Vinfast 等合作進行固態電池研發。整體來看,國內企業半固態電池企業與主機廠合作
48、順利,正有序上車,產業化進程提速。圖表圖表 2323:中國固態電池企業產能規劃:中國固態電池企業產能規劃 資料來源:深圳市電池行業協會,華鑫證券研究 企業產能規劃(GWh)生產基地落地產能贛鋒鋰電江西新余、重慶、東莞等2023年產能4GWh,在建產能30.3GWh清陶能源江西宜春、江蘇昆山、成都郫都、內蒙古烏海、浙江臺州等2023年產2.7GWh,在建產能10GWh衛藍新能源北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州、山東淄博等2023年產能5.8GWh,在建產能46GW輝能科技歐洲、中國臺灣等2023年產能2GWh,在建產能48GW太藍新能源安徽淮南、重慶等2023年產能0.2GWh,在建產能12GW恩力
49、動力北京大興GWh級先進電池智造基地2023年產能1GWh領新新能源大容量凝膠聚合物固態電池項目預計2024年規?;慨a巨電新能源江西省贛州“年產10GWh固態鋰電池及PACK制造生產一期”項目在建2GWh,規劃10GWh中機建設&巨電新能源江蘇南通國機巨電半固態電池項目建設中富鑫科技江西巨電固態鋰電池一期項目建設中高樂股份浙江義烏固態電池項目建設中金啟航山東樂陵固態電池生產基地一期建設中昊威新能源重慶固態鈉電池項目建設中中科深藍匯澤江蘇常州固態鋰電項目建設中58.355128.25012.210201010222301-證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 17 誠信、專業、
50、穩健、高效 圖表圖表 2424:中國企業固態電池技術進展及上車規劃:中國企業固態電池技術進展及上車規劃 資料來源:GGII,華鑫證券研究 企業產品最新進展量產規劃其他進展單體能量密度(Wh/kg)寧德時代凝聚態電池可應用于電動載人飛機車規版本量產在即億緯鋰能/循環壽命超過1000次基于鹵化物電解質的全固態/蜂巢能源300-350/350-400/國軒高科半固態電池與上汽、高合等車企有合作半固態電池已開發出原型樣品中創新航半固態電池350-450/全固態電池/孚能科技半固態電池2023年3月,第一代半固態電池量產裝車;11月在遠航Y6首批裝車下線/與東風嵐圖、奔馳、廣汽、吉利等有合作輝能科技半固
51、態電池360分別與奔馳、Vinfast、ACC等合作研發固態電池2024年開始批量交付清陶能源半固態電池368衛藍新能源半固態電池太藍新能源半固態電池350-4002024年批量出貨全周期可實現平均4C快充,循環壽命達到1000-1500圈金龍羽半固態電池/固態電解質、半固態電芯處于中試階段/贛鋒鋰業半固態電池260-400500330500360400600330360全固態電池方面,在硫化物路線固態電解質上有多項專利固液混合的半固態軟包電池已完成技術定型,進入裝車驗證階段預計于2024年正式發布可實現在彎折條件下正常充放電;在高鎳體系實現150穩定運行二代果凍電池(方形半固態)已達到量產狀
52、態,正洽談百億級合作采用了二代果凍電解質技術和一體化復合正極技術,突破方殼中高鎳摻硅體系膨脹瓶頸20Ah級硫系全固態原型電芯已通過新國標安全測試,開始量產預計2025年后將生產出能量密度超過400Wh/kg的電池完成技術開發,壽命可以做到450-500圈,安全性通過國標測試2024Q4裝車某外資豪華品牌與奔馳、Vinfast、ACC、FEV、Gogoro、蔚來、北汽、一汽等有合作2023年,與上汽聯合開發的第一代半固態電池完成裝車實驗,最大續航里程達1083公里;產品成本與液態鋰電池相當24年上半年裝車上汽智己,二代半固態電池量產,電解液含量小于5%,成本較液態鋰電池低20%;2025年,產品
53、裝車智己、非凡、榮威、MG等,銷售規模突破10萬輛;2027年,全固態電池實現量產,能量密度將超500Wh/kg成本較液態鋰電池減少四成。核心生產設備和電解質材料均為自研自產與上汽、北汽、廣汽、蔚來、哪吒等車企有合作2023年6月首批電芯交付蔚來汽車,累計出貨量超0.4GWh;10月,與三峽共同研制的固態電池儲能系統實現示范應用量產爬坡中,2024年4月開始向蔚來批量供貨動力電池領域客戶蔚來、吉利等,儲能電池領域客戶三峽集團、海博思創等2022年首款半固態電池量產,產品成本與液態電池成本相當;已為多家主機廠進行送樣測試2022年搭載50輛東風風神E70并交付;2023年上車賽力斯SERES-5
54、,進軍歐洲市場并交付;12月與長安汽車達成合作協議2026年上車廣汽昊鉑;全固態電池產品實現量產與大眾、東風、廣汽、賽力斯、長安等車企有所合作 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 18 誠信、專業、穩健、高效 1.41.4、eVTOLeVTOL 等場景打開固態電池成長空間等場景打開固態電池成長空間 2024 年 3 月,工信部等四部門聯合印發通用航空裝備創新應用實施方案(2024-2030年),提出到 2027 年新型通用航空裝備在城市空運、物流配送、應急救援等領域實現商業應用;到 2030 年形成萬億級市場規模。低空經濟 2023 年 12 月在中央經濟工作會議中被列為戰略
55、性新興產業,近兩年利好政策頻出,此外,深圳、廣州等地出臺地方性扶持政策,對低空經濟進行補貼。在國家和地方政策支持下,低空經濟有望進入發展快車道,續接新能源車,帶動鋰電池等產業持續高速增長。圖表圖表 2525:中國低空經濟國家層面政策:中國低空經濟國家層面政策 資料來源:九派資本,華鑫證券研究 eVTOLeVTOL 對電池能量密度、安全性、倍率性能等具較高要求,有望助推固態電池產業化對電池能量密度、安全性、倍率性能等具較高要求,有望助推固態電池產業化進程。進程。作為 eVTOL 核心組件,電池的性能決定了 eVTOL 的性能和市場接受度,其中高能量密度、高比功率、高安全性等為其對電池的核心要求,
56、這幾點要求恰為固態電池核心優勢所在,因此 eVTOL 的快速發展將對鋰電池性能升級形成助推作用,有望加速固態電池產業化進程。圖表圖表 2626:eVTOLeVTOL 對電池參數要求對電池參數要求 資料來源:GGII,華鑫證券研究 日期日期文件名稱文件名稱機構機構核心要點核心要點2024年3月通用航空裝備創新應用實施方案(2024-2030年)工信部、科技部、財政部、民航局到2030年,以高端化、智能化、綠色化為特征的通用航空產業發展新模式基本確立,形成萬億級市場規模。支持依托長三角、粵港澳等重點區域,以eVTOL為重點開展應用示范2024年2月民用無人駕駛航空器運行安全管理規則民航局從法律層面
57、對eVTOL正式進入商業運營過程中必須面對的操控員、適航管理、運行管理、運營資格等問題制定了基本規則。涵蓋了eVTOL正式商業運營將面臨到的大部分問題2023年12月國家空域基礎分類方法國家空管委將空域劃分為管制空域和非管制空域,非管制空域的劃分為eVTOL的試點運行以及商業化落地奠定基礎2023年10月綠色航空制造業發展綱要(2023-2035年)工信部、科技部、財政部、民航局力爭到2025年電動通航飛機投入商業應用,eVTOL實現試點運行,鼓勵珠三角、長三角、環渤海、成渝等優勢地區,設立低空經濟示范區,開展輕小型電動飛機規?;痉哆\營,eVTOL商業示范運營2023年6月無人駕駛航空器飛行
58、管理暫行條例國務院、中央軍委規范無人機生產、注冊、運行管理,無人機及操控員的管理、空域和飛行活動管理、監督管理和應急處置、法律責任等指標參數能量密度功率密度倍率循環次數目前已達285Wh/kg,2030年目標500Wh/kg,2040年目標1000 Wh/kg2030年目標1.25kW/kg,2040年目標2.5kW/kg5C10000次證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 19 誠信、專業、穩健、高效 2 2、材料體系革新,創造產業新機材料體系革新,創造產業新機 鋰電池技術向固態電池轉變過程將帶動材料體系變動,主要包括:1 1)固態電解質)固態電解質:固態電池以固態電解質替代
59、電解液及隔膜,由于固態電池最終技術路徑未定且目前技術尚不成熟,最終對于各細分材料的彈性拉動尚無法給出明確結論,若氧化物最終成為主流路線,則對鋯、鑭等金屬元素需求將有較大拉動,若硫化物成為最終路線,則鍺元素或將迎來大規模應用;2 2)正負極材料)正負極材料:固態電池可以承受更高電壓,進而使用更廣泛的電極材料,此外固態電池安全性大幅提升,對活性高、安全性差的正負極材料具有更高包容度,故正極將更廣泛的應用高鎳三元,并逐漸向富鋰錳基轉變;負極將向硅基負極、鋰金屬負極演化;3 3)多孔銅箔)多孔銅箔:可改善固態電池鋰離子傳輸效率、進一步增強固態電池安全性,與固態電池更適配,有望替代傳統電解銅箔;4 4)
60、鋁塑膜)鋁塑膜:軟包疊片可以改善固態電池柔韌性,與固態電池更適配,有望帶動鋁塑膜需求。2.12.1、固態電解質:革新變化,多方勢力爭相布局固態電解質:革新變化,多方勢力爭相布局 固體電解質膜為全固態電池獨有結構,取代了液態電池的隔膜和電解液,主體為固體電解質。固體電解質的成膜工藝是全固態電池制造的核心。不同的工藝會影響固體電解質膜的厚度和離子電導率,固體電解質膜過厚會降低全固態電池的質量能量密度和體積能量密度,同時也會提高電池的內阻;固體電解質膜過薄機械性能會變差,有可能引起短路。根據對全固態電池的性能要求選擇合適的成膜工藝,得到所需厚度和離子電導率的固體電解質膜。固體電解質的成膜工藝根據是否
61、采用溶劑分為濕法工藝和干法工藝。濕法工藝成膜操作簡單,工藝成熟,易于規?;a,是目前最有希望實現固體電解質膜量產的工藝之一,按照載體不同,濕法工藝可分為模具支撐成膜、正極支撐成膜以及骨架支撐成膜。濕法工藝中采用的溶劑可能存在毒性大,成本高的缺點,且殘留的溶劑會降低固體電解質膜的離子電導率。干法工藝不采用溶劑,直接將固體電解質和粘結劑混合成膜,不需要烘干,在成本上更具優勢,同時干法成膜無溶劑殘留,可獲得更高的離子電導率。但干法工藝形成的固體電解質膜通常厚度偏大,會降低全固態電池能量密度。除干法、濕法工藝,還有化學氣相沉積、物理氣相沉積、電化學氣相沉積等工藝,但氣相沉積法生產固態電解質膜成本過高
62、,短期商業化難度較大。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 20 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 2727:固態電解質成膜工藝:固態電解質成膜工藝 資料來源:全固態電池生產工藝分析,華鑫證券研究 固態電池的商業化應用將顯著提升對固態電解質相關材料的需求,根據清陶能源臺州項目環評報告,1GWh 半固態電池需 106 噸 LiTFSI 及 178 噸 LLZTO,相應需 101 噸氧化鑭、45 噸氧化鋯、11 噸五氧化二鉭。圖表圖表 2828:清陶能源臺州項目固態電解質各組分耗量:清陶能源臺州項目固態電解質各組分耗量 圖表圖表 2929:LLZTOLLZTO 固態電解質對鑭固態電
63、解質對鑭/鋯鋯/鉭氧化物需求鉭氧化物需求 資料來源:清陶能源環評,華鑫證券研究 資料來源:基于鋰鑭鋯鉭氧聚合物復合固態電解質的制備和優化研究,華鑫證券研究 國內各方勢力紛紛布局固態電解質產能,其中清陶能源、瑞道科技、天目先導產能布局領先,清陶能源布局 1300 噸產能,主要用于自供;瑞道科技布局 6000 噸產能,主要為硫化物全固態電解質;天目先導布局 3000 噸產能,主要供應衛藍新能源。優點優點缺點缺點模具支撐成膜正極支撐成膜骨架支撐成膜干法-不采用溶劑,直接將固體電解質和粘結劑混合成膜,不需要烘干,在成本上更具優勢;無溶劑殘留,可獲得更高的離子電導率固體電解質膜通常厚度偏大,會降低全固態
64、電池的能量密度化學氣相沉積物理氣相沉積電化學氣相沉積真空濺射工藝工藝濕法其他操作簡單,工藝成熟,易于規?;a中采用的溶劑可能存在毒性大、成本高的缺點,且殘留的溶劑會降低固體電解質膜的離子電導率成本高,僅適用于薄膜型全固態電池名稱名稱形態形態單GWh消耗量(t/GWh)單GWh消耗量(t/GWh)LiTFSI粉狀106LLZTO粉狀178DMAC液態4384NMP液態130證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 21 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3030:國內部分國內部分企業企業固態電解質固態電解質產業化進程及產業化進程及產能布局情況產能布局情況 資料來源:深圳市電池行業協
65、會,華鑫證券研究 2.22.2、正極材料:高鎳三元滲透率正極材料:高鎳三元滲透率提升提升,富鋰錳基有望,富鋰錳基有望應用應用 固態電池正極材料相較于傳統液態鋰離子電池變化較小,材料體系可繼續沿用,關鍵在于向高比能、高能量密度的方向進行革新。由于固態電解質與電極材料的界面反應時幾乎不存在電解液面對超過 4V 高電壓時開始分解的副反應,能承受更高電壓(5V),因此可以在固態電池中使用具有較高電壓平臺的正極材料,通過提升工作電壓以獲得更高的能量密度。目前市面上清陶能源、衛藍新能源裝車交付的半固態電池,仍以高鎳三元材料為主。富鋰錳基被業內一致認為是全固態電池可選用的理想正極材料,其在高電壓和高放電比容
66、量具有先天優勢,理論克容量可達 350mAh/g,電壓平臺可達 4.5V,均顯著高于傳統正極材料。此外,富鋰錳基材料以較便宜的錳元素為主,貴重金屬含量少,成本更低、安全性更好。企業企業主營業務主營業務產業化進程/客戶產業化進程/客戶產能布局產能布局清陶能源固態電池自供產能1300噸贛鋒鋰業鋰產品及鋰電池自供/出售產能超200噸天目先導硅基負極、固態電解質供應衛藍新能源產能3000噸藍固新能源固態電解質目前有江蘇溧陽(1千噸)、浙江湖州(5千噸)、山東淄博(5萬噸),供應衛藍新能源規劃5.6萬噸原位固態化電解質,7000噸固態電解質粉體,1萬噸固態電解質漿料,已部分量產廈鎢新能正極材料固態電解質
67、成功研發,固態電解質包覆正極處于小試階段固態電解質實現噸級量產當升科技正極材料推出納米級固態電解質+固態電解質包覆正極,固態鋰電材料實現批量供貨-貝特瑞正負極材料固態電解質獲小批量訂單-上海洗霸水處理固態電解質送樣客戶噸級至10噸級產線投產;規劃50噸產能預計2年建成瑞道科技固態電池及相關材料2023年9月硫化物全固態電解質生產基地項目簽約落地浙江衢州產能6000噸證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 22 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3131:主流正極材料性能對比:主流正極材料性能對比 資料來源:富鋰錳基正極材料研究進展,高容量富鋰正極材料的挑戰與最新進展,磷酸鐵鋰電池
68、及其發展現狀,鑫欏鋰電,華鑫證券研究 國內高鎳三元正極材料供應商均積極布局固態電池正極材料,其一方面延續原高鎳路線,并向超高鎳方向發展,另一方面布局富鋰錳基材料,典型企業包括容百科技、當升科技。容百科技 2022 年 4 月與衛藍新能源簽訂戰略合作協議,約定 2022 年 5 月-2027 年 4 月衛藍選擇容百作為高鎳三元正極第一供應商,2022-2025 年向容百采購不少于 3 萬噸固態電池正極材料。當升科技分別于 2021 年 12 月、2022 年 7 月與衛藍新能源、清陶能源達產戰略合作,分別約定采購量 2.5 萬噸、3 萬噸。此外,寧夏漢堯對富鋰錳基材料投入較早,目前已建成萬噸級富
69、鋰錳基材料產線,并于 2022 年與寧德時代、中國科學院寧波所共同合作富鋰錳基相關國家重點專項。圖表圖表 3232:主要正極材料企業固態電池布局情況:主要正極材料企業固態電池布局情況 資料來源:鋰電前沿,華鑫證券研究 主流正極材料主流正極材料理論容量理論容量(mAh/g)(mAh/g)實際容量實際容量(mAh/g)(mAh/g)成本成本電壓平臺電壓平臺磷酸鐵鋰170140-145較低3.2高鎳三元280175較高3.5富鋰錳基350250較低4.5企業企業產品布局產品布局客戶合作客戶合作容百科技公司在固態電池適用的改性高鎳/超高鎳三元正極材料、氧化物固態電解質、富鋰錳基正極材料、尖晶石鎳錳酸鋰
70、等新材料開發領域持續取得技術突破2022年4月與衛藍新能源簽訂戰略合作協議,2022年5月到2027年4月底期間衛藍選擇容百科技作為其高鎳三元正極第一供應商,且2022-2025年衛藍將向容百采購不少于3萬噸固態電池正極材料。Ni90高鎳產品已批量供貨衛藍新能源360Wh/kg半固態電池體系當升科技自主研發超高鎳無鈷、固態鋰電正極材料、新型富鋰錳基等多款先進正極材料,持續加快雙相復合固態鋰電正極、固態電解質等技術的研發及科研成果轉化2021年12月與衛藍新能源達成戰略合作,衛藍擬在在2022-2025年期間向當升采購2.5萬噸以上固態鋰電材料。2022年7月與清陶能源達成戰略合作,作為固態鋰電
71、正極材料優先供應商,并在2022-2025年期間采購不少于3萬噸固態電池正極材料。此外固態鋰電材料也對贛鋒鋰電、輝能實現批量銷售廈鎢新能通過采用快離子導體作為包覆材料,合成正極材料應用到固液混合電池,有機無機復合固態電池,硫化物全固態電池。固態電解質已實現噸級生產,產品穩定可靠寧夏漢堯積極在無鈷二元材料、富鋰錳基材料等領域布局,2009年開始啟動富鋰錳基的產業化,2023年在寧夏基地建成了萬噸級富鋰錳基材料產線2022年與寧德時代、中國科學院寧波所等共同合作富鋰錳基相關國家重點專項證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 23 誠信、專業、穩健、高效 2.32.3、負極材料:短期向
72、硅基發展,長期鋰金屬有望應負極材料:短期向硅基發展,長期鋰金屬有望應用用 固態電池負極材料發展路徑較為清晰,將遵循從石墨到硅基,最終邁向金屬鋰負極的路徑。硅基負極理論比容量可達 4200mAh/g,達石墨負極的十倍,但硅負極嵌鋰時體積膨脹明顯,導致硅顆粒破裂從集流體上脫落,且伴隨 SEI 重復生成,不斷消耗鋰離子,導致庫倫效率低,電池容量持續衰減,制約其大規模應用。固態電池體系可以較好的抑制硅負極的缺點,例如在硫化物體系中,電解質具有較高的離子電導率,可以有效促進硅負極極片中離子擴散,同時硫化物電解質具有優良的機械延展性,可以緩沖硅負極的體積變化,因此,硅基負極固態電池中的應用有望逐步擴大。金
73、屬鋰因具有高比容量(3860mAh/g)、最低的電化學勢(-3.04V 相對于標準氫電極)和較小的密度(0.534g/cm3),被認為是用于下一代高比能和可充電電池最理想的負極材料。但金屬鋰負極存在一定應用瓶頸,主要包括鋰枝晶穿刺隔膜引起的短路、循環過程中體積變化帶來的斷路現象以及不穩定的 SEI 膜造成的性能衰減等問題。而固態電解質具有較高的機械強度和較高的鋰離子遷移數,可以抑制鋰枝晶生長,可以有效解決鋰金屬負極固有問題,因此長期來看金屬鋰負極或成為固態電池最佳負極材料。圖表圖表 3333:液態電池到固態電池負極材料變化圖譜:液態電池到固態電池負極材料變化圖譜 圖表圖表 3434:主流負極材
74、料性能對比:主流負極材料性能對比 資料來源:頭豹研究院,華鑫證券研究 資料來源:蓬勃發展的金屬鋰負極,華經產業研究院,鋰電池技術知識平臺,貝特瑞官網,華鑫證券研究 國內主要負極材料企業均對硅基負極進行前瞻布局,其中貝特瑞硅碳負極材料已開發至第五代產品,硅碳負極、硅氧負極比容量分別達 2000、1500mAh/g,截至 2023 年底其已具備 5000 噸硅基負極產能;杉杉股份硅氧負極產品已披露供應海外客戶并實現裝車,其在寧波規劃 4 萬噸硅基負極一體化產能基地,一期項目預計于 2024 年中投產;璞泰來硅碳負極產品可滿足負極材料長循環、低膨脹性能需求,已啟動 1.2 萬噸硅基負極項目建設,預計
75、 2025 年開始分期投產。鋰金屬負極方面,國內參與者一方面為贛鋒鋰業等鋰礦企業,另一方面為化工企業轉型。目前贛鋒鋰業正在建設 7000 噸金屬鋰項目,中鹽化工已有 500 噸金屬鋰生產線,悅安新材產能正在籌建。主流負極材料主流負極材料理論容量理論容量(mAh/g)(mAh/g)實際容量實際容量(mAh/g)(mAh/g)優勢優勢劣勢劣勢石墨372300-345電導率高;化學性能穩定;鋰離子嵌入容量高嵌鋰容量較低,限制鋰電池能量密度硅碳負極4200400-650比容量高;電化學嵌鋰電位低;快充性能優異;硅元素儲量豐富;環境友好體積膨脹率高;導電性差;循環壽命低;首次效率低鋰金屬3860-比容量
76、高;電極電位極低金屬鋰化學穩定性差,易與氧氣、水發生反應;鋰枝晶的存在可能導致:太長刺穿隔膜導致短路;電流強度較大導致斷裂證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 24 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3535:國內企業硅基負極布局:國內企業硅基負極布局 圖表圖表 3636:國內企業金屬鋰負極布局:國內企業金屬鋰負極布局 資料來源:各公司公告,華鑫證券研究 資料來源:各公司公告,華鑫證券研究 2.42.4、銅箔:多孔銅箔有望獲滲透率提升銅箔:多孔銅箔有望獲滲透率提升 固態電池與多孔銅箔有較高適配度,有望助力多孔銅箔滲透率提升。固態電池與多孔銅箔有較高適配度,有望助力多孔銅箔滲透率
77、提升。固態電池采用多孔銅箔有多點優點:1)固態電池采用固態電解質,多孔銅箔的孔隙可以增加固態電解質與電極材料的接觸面積,促進電解質的浸潤,從而改善鋰離子的傳輸效率,提高電池的充放電性能;2)泡沫銅集流體可抑制枝晶生長,緩解電極在充放電過程中的體積變化,并可通過提高親鋰性工藝的復合金屬鋰電極以實現負極與集流體的一體化,有利于實現金屬鋰負極應用,進而加快固態電池產業化;3)多孔銅箔的孔隙結構減少了集流體的重量,但保持了良好的導電性,有助于提升電池模組的能量密度,同時,孔隙可以被負極活性材料填充,增強負極材料的附著力,進一步提高電池能量密度;4)多孔銅箔的結構在承受沖擊時有緩沖作用,可以提升電池整體
78、的抗沖擊性能。整體而言,多孔銅箔可改善固態電池鋰離子傳輸效率,促進金屬鋰負極應用,并可有效提升固態電池能量密度及安全性,與固態電池極為契合,有望成為固態電池發展過程中重要的材料創行,在固態電池中獲更多應用。企業企業硅基負極布局硅基負極布局貝特瑞是國內最早量產硅基負極材料的企業之一,出貨量行業領先,其中硅碳負極材料已經開發至第五代產品,比容量 2,000mAh/g 以上,硅氧負極材料已完成多款氧化亞硅產品的技術開發和量產工作,比容量達到1,500mAh/g 以上。截至2023年底具5000噸硅基負極產能杉杉股份硅氧產品已批量供應海外頭部客戶,并實現裝車,同時攻克了二代硅氧低溫循環難題,相關產品已
79、導入海外頭部電動工具企業;硅碳產品不斷迭代,新一代硅碳產品在頭部客戶測試中保持領先,相關核心技術已獲得美國、日本的專利授權。產能方面,布局寧波 4萬噸一體化硅基負極產能基地,其中一期產能建設中,預計 2024 年年中投試產璞泰來新一代納米硅碳產品已完成技術定型,CVD 沉積技術和硅碳復合技術能有效滿足未來負極材料長循環、低膨脹的性能需求,動力學性能行業領先。公司于 2023 年 7 月設立安徽紫宸,啟動年產 1.2 萬噸硅基負極材料(單體)的項目建設,計劃 2025 年開始逐步分期投產硅寶科技2023 年建成 1000 噸/年硅碳負極材料中試生產線并順利投產,產品在19 家動力電池廠及圓柱電池
80、客戶、7 家 3C 電池廠客戶送樣測評,已實現訂單突破,目前正在根據客戶需求進行批量供貨翔豐華硅碳及硅氧負極產品均處于客戶測試階段,其中硅碳產品比容量460mAh/g,首效88%;硅氧產品比容量450mAh/g,首效82%;此外公司下一代氣相沉積硅碳負極產品比容量達1900mAh/g勝華新材 在眉山規劃3萬噸硅基負極產能企業企業金屬鋰布局金屬鋰布局贛鋒鋰業 正在江西、青海兩地分期投資建設年產7000噸金屬鋰項目天齊鋰業 與衛藍新能源合作,共同研發金屬鋰負極材料中鹽化工 擁有500噸/年金屬鋰生產線悅安新材 參股公司江西悅鋰科技計劃生產氯化鋰,用于生產金屬鋰證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一
81、頁重要免責聲明 25 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3737:泡沫銅具備諸多優勢:泡沫銅具備諸多優勢 圖表圖表 3838:泡沫銅用量低于復合銅箔及電解銅箔:泡沫銅用量低于復合銅箔及電解銅箔 資料來源:三孚新科,華鑫證券研究 資料來源:三孚新科,華鑫證券研究 2.52.5、鋁塑膜:軟包疊片或為固態電池最優選,鋁塑膜鋁塑膜:軟包疊片或為固態電池最優選,鋁塑膜有望加速應用有望加速應用 從工藝成熟度、成本、效率等方面考慮,疊片軟包或為最適用于固態電池的裝配工藝。從工藝成熟度、成本、效率等方面考慮,疊片軟包或為最適用于固態電池的裝配工藝。首先,固態電池電解質為氧化物或硫化物,相比液態電解質柔韌性較差
82、,疊片軟包設計可以更好地解決柔韌性問題,防止電池在使用過程中因內部壓力或變形導致的破裂;其次,固態電池制造過程不需要電解液注入和化成工序,軟包封裝的疊片工藝簡化了生產流程,減少了對傳統液態電池工藝的依賴;此外,軟包疊片與全固態電池的固-固界面處理相匹配,可以更精確的控制和優化固態電解質與電極的接觸。固態電池的商業化應用有望提升軟包電池滲透率,進而帶動鋁塑膜需求。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 26 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 3939:固態電池一體化疊片工藝:固態電池一體化疊片工藝 資料來源:全固態電池生產工藝分析,華鑫證券研究 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后
83、一頁重要免責聲明 27 誠信、專業、穩健、高效 3 3、行業評級及投資策略行業評級及投資策略 本征安全本征安全+高能量密度,固態電池優勢盡顯高能量密度,固態電池優勢盡顯。新能源汽車行業快速發展,但安全事故頻發,能量密度瓶頸呈現,是亟待解決的核心問題。固態電池以固態電解質替代易燃的電解液,可實現電池本征安全,同時兼容更好性能的正負極材料,可大幅提升鋰電池能量密度,兼具高安全與高能量密度,成為全面提升鋰電池性能的必然選擇。多方勢力引領,產業化進程加速。多方勢力引領,產業化進程加速。全固態電池性能全面,但存在成本高、固-固界面導電性差等問題,限制其大規模商業化應用。半固態電池作為過渡技術,目前已在蔚
84、來、東風嵐圖、上汽智己等品牌批量上車。此外,eVTOL 行業高速發展,其對電池能量密度、安全性、倍率性能等提出更高要求,現有電池技術無法滿足其要求,固態電池有望在 eVTOL 迎批量應用,產業發展有望受益。全球主要國家均對固態電池行業積極布局,海外主要企業如 Solid Power、豐田、三星SDI 等均選擇硫化物路線作為固態電池技術方向,并以研發全固態電池為主;國內企業如衛藍、清陶等均選擇氧化物路線,并先行研制、生產半固態電池。在海內外車企、電池廠共同推動下,產業化進程有望持續提速。材料體系升級,創造產業新機。材料體系升級,創造產業新機。鋰電池技術向固態電池轉變過程將帶動材料體系升級,主要包
85、括:1 1)固態電解質)固態電解質:固態電池以固態電解質替代電解液及隔膜;氧化物體系下鋯、鑭等材料有望受益;硫化物體系下則鍺或將迎新機遇;2 2)正負極材料)正負極材料:正極將更廣泛的應用高鎳三元,并逐漸向富鋰錳基轉變;負極將向硅基負極、鋰金屬負極演化;3 3)多孔銅箔)多孔銅箔:對比傳統電解銅箔,多孔銅箔可改善固態電池鋰離子傳輸效率,提升循環,進一步增強固態電池安全性,與固態電池更適配;4 4)鋁塑膜)鋁塑膜:軟包疊片可以改善固態電池柔韌性,或為最適用于固態電池的裝配方式,有望帶動鋁塑膜需求。行業評級及投資策略。行業評級及投資策略。固態電池兼具高安全性與高能量密度,或將成鋰電池終局技術選擇。
86、國內車企、電池廠共同推動半固態電池產業化先行,固態電池行業有望提速,給予行業“推薦推薦”評級。建議重點關注寧德時代、當升科技、上海洗霸、金龍羽、三祥新材、東方鋯業等。圖表圖表 4040:重點關注公司及盈利預測重點關注公司及盈利預測 公司代碼公司代碼 名稱名稱 20242024-0505-1 14 4 股價股價 EPSEPS PEPE 投資評級投資評級 20232023 2024E2024E 2025E2025E 20232023 2024E2024E 2025E2025E 300750.SZ 寧德時代 199.01 11.79 11.09 13.28 17 18 15 買入 300073.SZ
87、 當升科技 42.07 3.80 2.26 2.76 11 19 15 買入 603663.SH 三祥新材 16.48 0.19 0.35 0.46 87 47 36 未評級 資料來源:Wind,華鑫證券研究(注:未評級公司盈利預測取自萬得一致預期)證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 28 誠信、專業、穩健、高效 4 4、重點推薦個股重點推薦個股 4.14.1、寧德時代寧德時代 寧德時代 2023 年 4 月推出凝聚態電池,單體能量密度可達 500Wh/kg。寧德時代凝聚態電池電解液不同于傳統液態鋰電池的電解液呈 100%液態,而是一種半固態化的膠質狀態,這使得凝聚態電池既能
88、完成鋰離子在正負極的傳導工作,也因為電解液本身的粘性使得流動性降低,能提高動力電池整體安全性能,避免了傳統液態鋰電池熱失控的巨大風險。此外,凝聚態電池還聚合了包括超高比能正極、新型負極、隔離膜、工藝等一系列創新技術。寧德時代凝聚態電池將率先用于民用電動載人飛機,并于 2023 年 7 月與中國商飛成立合資子公司商飛時代,合資子公司的成立或將加速公司凝聚態電池的商業化應用。除凝聚態電池外,寧德時代保持對硫化物全固態電池的前瞻研究,并預計將于 2027 年小批量生產全固態電池,目前公司已建立 10Ah 級全固態電池驗證平臺。圖表圖表 4141:寧德時代凝聚態電池單體能量密度可達:寧德時代凝聚態電池
89、單體能量密度可達 500Wh/kg500Wh/kg 圖表圖表 4242:寧德時代凝聚態電池使用創新材料:寧德時代凝聚態電池使用創新材料 資料來源:寧德時代,華鑫證券研究 資料來源:寧德時代,華鑫證券研究 4.24.2、當升科技當升科技 公司自主研發超高鎳無鈷、固態鋰電正極材料、新型富鋰錳基等多款先進正極材料,持續加快雙相復合固態鋰電正極、固態電解質等技術的研發及科研成果轉化。公司固態電池正極材料進展行業領先,2021 年 12 月與衛藍新能源達成戰略合作,衛藍擬在在 2022-2025 年期間向當升采購 2.5 萬噸以上固態鋰電材料;2022 年 7 月與清陶能源達成戰略合作,清陶預計 202
90、2-2025 年期間向公司采購不少于 3 萬噸固態電池正極材料。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 29 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 4343:當:當升科技與固態電池企業披露合作情況升科技與固態電池企業披露合作情況 資料來源:公司公告,華鑫證券研究 衛藍與清陶均為國內固態電池新勢力翹楚,其中清陶能源脫胎于清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室,由中科院院士、清華大學教授南策文團隊創辦,與上汽深度綁定,上汽參與公司多輪融資。公司第一代半固態電池產品能量密度約 420Wh/kg,已在上汽智己量產上車,二代產品能量密度將達 400-500Wh/kg,預計將于年內量產,三代全
91、固態電池產品預計將于 2027 年量產。清陶共在宜春、昆山、郫都、臺州、烏海等地合計規劃產能65GWh,目前宜春一期、郫都一期各 1GWh 產能均已投產。衛藍新能源是中科院物理所固態電池技術唯一的產業化平臺,由“中國鋰電第一人”陳立泉院士聯合發起,目前產品已上車蔚來 150kWh 車型。衛藍江蘇溧陽及浙江湖州一期項目已投產,其中湖州基地主要負責目前對蔚來的車型出貨,未來淄博基地、房山基地有望陸續投產。圖表圖表 4444:清陶與衛藍公司概況:清陶與衛藍公司概況 圖表圖表 4545:清陶與衛藍固態電池裝車對比:清陶與衛藍固態電池裝車對比 資料來源:集邦固態電池,華鑫證券研究 資料來源:集邦固態電池
92、,華鑫證券研究 公告時間公告時間合作企業合作企業合作協議合作協議2021年12月衛藍新能源2022-2025年衛藍向當升采購2.5萬噸以上固態鋰電材料2022年7月清陶能源2022-2025年清陶向當升采購不少于3萬噸固態電池正極材料清陶能源清陶能源衛藍新能源衛藍新能源成立時間2016年2016年總部位置江蘇昆山北京房山公司背景脫胎于清華大學新型陶瓷與精細工藝國家重點實驗室中科院物理所固態電池技術唯一的產業化平臺核心成員中科院院士、清華大學教授南策文團隊領銜創辦,董事長馮玉川、總經理李崢,均畢業于清華大學材料學院,師從南策文“中國鋰電第一人”/中國工程院院士陳立泉(寧德時代曾毓群的導師)、中科
93、院物理研究所研究員李泓、原北汽新能源總工程師俞會根發起技術路線第一代半固態電池為氧化物+聚合物,能量密度約420Wh/kg,現已量產;第二代固態電池為氧化物+鹵化物+聚合物路徑,能量密度400-500Wh/kg,小試中,預計年內量產;第三代全固態電池能量密度高于500Wh/kg,預計2027年量產基于原位固化技術,聚焦氧化物與聚合物電解質復合的混合固液和全固態鋰電池合作車企上汽、北汽、廣汽蔚來、吉利、小米清陶能源清陶能源衛藍新能源衛藍新能源合作車企上汽智己蔚來供貨車型L6光年版ET7能量密度368Wh/kg368Wh/kg容量超130kWh150kWh續航超1000公里1000公里正極材料專利
94、自研的納米尺度固態電解質包覆超高鎳材料超高鎳正極材料負極材料新一代高比能復合硅碳材料硅碳復合負極材料電解質材料“超高離子電導率復合固態電解質”以及行業首創的“干法固態電解質一體成型”工藝技術固液混合電解質證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 30 誠信、專業、穩健、高效 圖表圖表 4646:衛藍新能源產能:衛藍新能源產能 圖表圖表 4747:清陶能源產能:清陶能源產能 資料來源:衛藍新能源官網,華鑫證券研究 資料來源:清陶能源官網,華鑫證券研究 4.34.3、上海洗霸上海洗霸 上海洗霸主業為水處理服務,公司董事長王煒博士技術出身,為中國科學院上海硅酸鹽研究所研究生導師。在董事長
95、專業背景下,公司與硅酸鹽所共同進行固態電解質研發,雙方成立合資子公司科源固能,上海洗霸持股 70%,硅酸鹽所持股 30%,雙方合作建設的固態電解質粉體先進材料噸級至拾噸級工業化標準產線已于 2023 年 1 月一次性試產成功,產品經硅酸鹽所測試,各項指標均達到設計標準。公司擬募資投建 50 噸氧化物電解質粉體,項目已于 2024 年 2 月結構封頂,預計 2024 年二季度進入設備安裝調試階段。此外,公司與復旦大學趙東元院士團隊合作進行硅碳負極研發及產業化,趙院士團隊是在國際上處于領先的介孔造孔技術團隊,因介孔科技成果獲得中國國家自然科學獎一等獎。采用趙院士團隊原創介孔技術的硅碳負極均孔碳基材
96、料產線已于 2024 年初實現生產,產品測試與驗證均達到預期目標,后續放大產線已開始進行非標設計,目前進展符合預期。圖表圖表 4848:公司固態電池產業合作情況:公司固態電池產業合作情況 資料來源:公司公告,上海洗霸公眾號,華鑫證券研究 生產基地生產基地產能(GWh)產能(GWh)投產進度投產進度北京房山6預計2025年6月完工江蘇溧陽0.2已投產浙江湖州22一期已達產,二期于2023年7月開工山東淄博100一期20GWh項目于2022年1月開工生產基地生產基地產能(GWh)產能(GWh)投產進度投產進度江西宜春10一期1GWh已于2020年投產,二期9GWh2020年起開工建設江蘇昆山10將
97、于2024年6月投產四川郫都152023年5月,首條1GWh產線投產,其余產能預計2025年投產浙江臺州20一/二期各10GWh產能,一期2023年啟動,二期2025年啟動內蒙古烏海10項目分三期建設,涵蓋5萬噸固態電池專用正極材料產能合作方合作方合作方式合作方式合作進展合作進展硅酸鹽所張濤團隊1)共建固態電池先進材料聯合實驗室2)簽署固態電解質材料技術相關知識產權轉讓協議3)成立合資子公司科源固能,上海洗霸控股70%,硅酸鹽所張濤參股30%已啟動并完成了噸級至拾噸級工業化標準產線建設工作。2023年1月首釜產品成功產出,產品經測試達到設計標準,進入產線工藝優化階段,現已進行下游送樣;50噸級
98、氧化物電解質粉體募投項目已于2024 年 2 月結構封頂,預計 2024 年二季度完成基礎設施建設并盡快進入設備安裝調試階段復旦大學趙東元團隊控股山東復元52.5%股份(趙東元持股47.5%)采用趙東元院士團隊獲得國家自然科學獎一等獎的原創介孔技術的硅碳負極均孔碳基材料產線于 2024 年初實現生產,產品測試與驗證均達到預期目標,后續放大產線已開始進行非標設計,目前進展符合預期證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 31 誠信、專業、穩健、高效 4.44.4、金龍羽金龍羽 公司 2021 年 8 月與重慶錦添翼簽署關于共同開發固態電池相關技術及產業化的框架協議,公司擬在五年內投入
99、不超過三億元人民幣與錦添翼共同進行固態電池及其關鍵材料相關技術的研究開發,并推動研究成果產業化。重慶錦添翼為李新祿教授全資控股公司,李新祿教授為清華大學材料科學與工程專業博士、博士后,重慶大學材料學院教授、博士生導師,在固態電池領域具豐富研究經驗及成果。自公司第一筆經費支付之日起,雙方共同持有所有新申請的研究成果(專利或技術訣竅),李新祿先生及其團隊將協議簽署前已取得的授權專利 7 項、已申請并處于公開階段的專利申請 8 項、擬申請專利項目 5 項以合計 2 萬元價格轉讓 15%份額給甲方,形成雙方共有該部分專利權。雙方在固態電解質、硅碳負極材料、正極材料、固態電芯等方面開展技術開發及產業化研
100、究,截至 2022 年底,公司固態電解質、固態電芯中試線已建好,硅碳負極小試線已建好,正極材料研發已立項,固態電池相關研發進展順利。圖表圖表 4949:公司固態電池產業鏈布局進展:公司固態電池產業鏈布局進展 資料來源:公司公告,華鑫證券研究 注:數據截至 2022 年底,最新進展以上市公司為準 產品產品進度進度固態電解質中試線已建成固態電芯中試線已建成硅碳負極小試線已建好,中試線正在建設正極材料研發已立項證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 32 誠信、專業、穩健、高效 4.54.5、三祥新材三祥新材 公司圍繞新材料領域進行戰略布局,已形成“鋯系、鎂系和先進陶瓷系”三大業務板塊
101、,并持續延鏈拓展,產品主要涵蓋氧化鋯、納米氧化鋯、金屬鋯、氧氯化鋯、鑄改新材料、單晶電熔鋁、鋯基非晶合金(液態金屬)、鎂鋁合金等 150 多個品種。固態電池方面,公司以自產氧化鋯為原料,進行固態電解質粉體研發,目前已進行 LLZO、LLZTO 等系列含鋯氧化物固態電解質粉體材料合成試驗,氧化物電解質正在送樣供下游客戶組裝成固態電池進行相關性能測試;氯化物電解質開發方面,公司已建設環境溫度及濕度可調控的鋯基氯化物材料制備工藝小試開發線,制備出適用于氯化物電解質合成所需的鋯基氯化物材料,并提供給下游客戶及相關科研院所進行氯化物電解質合成及組裝固態電池驗證,整體性能表現優良。公司 2023 年申報
102、3 項氧化物固態電解質專利,專利產品可提升固態電解質分體使用性能及穩定性,產品品質更穩定可控。圖表圖表 5050:公司固態電解質相關專利:公司固態電解質相關專利 資料來源:國家知識產權局,華鑫證券研究 證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 33 誠信、專業、穩健、高效 4.64.6、東方鋯業東方鋯業 公司主業聚焦鋯系列制品的產業鏈,產品涵蓋鋯英砂、鈦精礦、獨居石、硅酸鋯、氯氧化鋯、電熔鋯、二氧化鋯、復合氧化鋯、氧化鋯陶瓷結構件九大系列,共一百余個品種規格。公司積極拓展鋯系列產品在固態電池中的應用,在研項目包括石榴石型固態電解質的制備技術研究,為公司在氧化物固態電解質方面做技術支
103、撐及產業化研究。此外,公司積極推動鋰電池正極材料用納米氧化鋯研發,納米氧化鋯作為推動鋰電池正極材料性能提升的添加劑,有望在固態電池中具更大應用體量,公司該產品已發貨下游客戶進行樣品試驗。圖表圖表 5151:公司固態電池相關研發項目:公司固態電池相關研發項目 資料來源:公司公告,華鑫證券研究 主要研發主要研發項目名稱項目名稱項目目的項目目的項目進展項目進展擬達到的目標擬達到的目標預計對公司未預計對公司未來發展的影響來發展的影響石榴石型固態電解質的制備技術研究固態電解質在固態電池中發揮著至關重要的作用,固態電解質包含無機固態電解質、有機聚合物固態電解質、有機-無機復合固態電解質等。其中 LLZO
104、作為無機固態電解質的代表,室溫下離子電導率為310-4S/cm,激活能大約為0.3eV。該固態電解質具有良好的化學穩定性,與電極材料具有良好的化學相容性和寬的電化學窗口,同時其對熔融鋰穩定,在空氣中也能夠保持相對穩定。LLZO 固態電解質成為一種極具應用前景的材料。為了提高離子電導率、得到穩定的立方相 LLZO,元素摻雜是一種有效的方式。通過摻雜取代不同位置上的元素,提高鋰空位濃度、調控骨架結構,提高離子電導率,目前主要針對 Li、La、Zr 位進行摻雜研發中進行石榴石型固態電解質的制備技術研究,為固態電解質的產業化提供借鑒為公司在氧化物固態電解質方面做技術支撐及產業化研究鋰離子電池正極材料用
105、納米氧化鋯的研發納米氧化鋯作為添加劑用于鎳基三元正極材料,可顯著提高鋰離子電池的循環性能,倍率性能等。開發此產品有利于提高公司產品核心競爭力,擴大公司產品在新能源市場的應用范圍,增加企業經濟效益進行中。樣品制備正在發貨給客戶試驗,如P40P20 等樣品BET=20-40m2/g水分0.76%,磁性總量100ppb提升公司產品在新能源市場的應用范圍證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 34 誠信、專業、穩健、高效 5 5、風險提示風險提示 (1)下游需求不及預期;(2)固態電池產業化進程不及預期;(3)推薦公司業績不及預期;(4)推薦公司固態電池研發進展不及預期(5)其他系統性風
106、險。證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 35 誠信、專業、穩健、高效 新能源新能源組介紹組介紹 黎江濤:黎江濤:新能源組長,上海財經大學數量經濟學碩士,曾就職于知名 PE 公司,從事一級及一級半市場,參與過新能源行業多個知名項目的投融資。2017 年開始從事新能源行業二級市場研究,具備 5 年以上證券從業經驗,2021 年加入華鑫證券,深度覆蓋電動車、鋰電、儲能、氫能、鋰電新技術、鈉電等方向。潘子揚:潘子揚:倫敦大學學院碩士,2021 年加入華鑫證券。證券分析師承諾證券分析師承諾 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度
107、,獨立、客觀地出具本報告。本報告清晰準確地反映了本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。證券投資評級說明證券投資評級說明 股票投資評級說明:投資建議投資建議 預測個股相對同期證券市場代表性指數漲幅預測個股相對同期證券市場代表性指數漲幅 1 買入 20%2 增持 10%0%3 中性-10%10%4 賣出 10%2 中性-10%10%3 回避 -10%以報告日后的 12 個月內,預測個股或行業指數相對于相關證券市場主要指數的漲跌幅為標準。相關證券市場代表性指數說明:相關證券市場代表性指數說明:A 股市場以滬深 300 指數為基準;新三
108、板市場以三板成指(針對協議轉讓標的)或三板做市指數(針對做市轉讓標的)為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以道瓊斯指數為基準。免責條款免責條款 華鑫證券有限責任公司(以下簡稱“華鑫證券”)具有中國證監會核準的證券投資咨詢業務資格。本報告由華鑫證券制作,僅供華鑫證券的客戶使用。本公證券研究報告證券研究報告 請閱讀最后一頁重要免責聲明 36 誠信、專業、穩健、高效 司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告中的信息均來源于公開資料,華鑫證券研究部門及相關研究人員力求準確可靠,但對這些信息的準確性及完整性不作任何保證。我們已力求報告內容客觀、公正,但報告中的信息與所表達的觀點不構成所述證券買
109、賣的出價或詢價的依據,該等信息、意見并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對任何人的個人推薦。投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估,并應同時結合各自的投資目的、財務狀況和特定需求,必要時就財務、法律、商業、稅收等方面咨詢專業顧問的意見。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,華鑫證券及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本公司或關聯機構可能會持有報告中所提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,還可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等服務。本公司在知曉范圍內依法合規地履行披露。本報告中的資料、意見、預測均只反映報告初次發布時的判
110、斷,可能會隨時調整。該等意見、評估及預測無需通知即可隨時更改。在不同時期,華鑫證券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。華鑫證券沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告版權僅為華鑫證券所有,未經華鑫證券書面授權,任何機構和個人不得以任何形式刊載、翻版、復制、發布、轉發或引用本報告的任何部分。若華鑫證券以外的機構向其客戶發放本報告,則由該機構獨自為此發送行為負責,華鑫證券對此等行為不承擔任何責任。本報告同時不構成華鑫證券向發送本報告的機構之客戶提供的投資建議。如未經華鑫證券授權,私自轉載或者轉發本報告,所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。華鑫證券將保留隨時追究其法律責任的權利。請投資者慎重使用未經授權刊載或者轉發的華鑫證券研究報告。報告編號:HX-240515141244