固態(tài)電池深度系列二：硫化物未來(lái)潛力最大開(kāi)啟電池發(fā)展新紀(jì)元

證券研究報(bào)告·行業(yè)研究·電力設(shè)備與新能源行業(yè)硫化物未來(lái)潛力最大，開(kāi)啟電池發(fā)展新紀(jì)元--固態(tài)電池深度系列二執(zhí)業(yè)證書(shū)編號(hào)：S0600516080001聯(lián)系郵箱：zengdh@聯(lián)系電話：021-6019979311全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏加快。產(chǎn)業(yè)端看，全固態(tài)電池的材料體系基本定型，主流路線為高鎳+鋰磷硫氯+鋰金過(guò)20Ah循環(huán)次數(shù)不夠（600-700次快充性能有限（低于2C成本較為昂貴（4-5元/wh制約全固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程。節(jié)奏方面，半固態(tài)電池技術(shù)先行，23-24年開(kāi)啟小批量裝車發(fā)布，全固態(tài)電池預(yù)u硫化物路線未來(lái)潛力最大，頭部電池廠商均重點(diǎn)布局，其中前驅(qū)體硫化鋰為降本關(guān)鍵。成本有望大幅降低。此外，全固態(tài)電池的工藝難點(diǎn)在于前道成膜環(huán)節(jié)，對(duì)固態(tài)電解質(zhì)膜的厚度、材料分散的均勻性和負(fù)極的平整度的控制要求大幅提升，要求為微米甚至納米鋰金屬、硅碳負(fù)極等也迎來(lái)機(jī)遇，建議關(guān)注幾條主線：①電池推薦寧德時(shí)代（凝聚態(tài)+硫化物）、比亞迪（硫化物②電解質(zhì)推薦容百科技（正極+硫化物）、當(dāng)升科技（正極+硫化物）、湖南裕能（正極+電解質(zhì)）、天賜材料（硫化物+硫化鋰）、恩捷股份（硫化物+硫化鋰重點(diǎn)關(guān)注廈鎢新能（正極+硫化鋰關(guān)注三祥新材（氧化物/鹵化物）等；③添加劑推薦天奈科技（導(dǎo)電劑）、元力股份（硅碳）等；④設(shè)備推薦納科諾爾（干法電極）、曼恩斯特（陶瓷化+干法電極）、先導(dǎo)智能（固態(tài)整線）、璞泰來(lái)（前中段+電解質(zhì)關(guān)注贏合科技（前中段）等。u風(fēng)險(xiǎn)提示：新技術(shù)量產(chǎn)進(jìn)度不及預(yù)期；行22Part1:全固態(tài)電池大幅提升安全性，突破后有望替代液態(tài)電池Part2:海外搶先押注全固態(tài)電池，國(guó)內(nèi)加快引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展Part3:硫化物未來(lái)潛力最大，為主流廠商重點(diǎn)布局路線Part4:硫化物路線存在諸多難點(diǎn)，帶來(lái)材料/工藝/設(shè)備全新變化Part5:全固態(tài)電池取消隔膜/電解液，新增固態(tài)電解質(zhì)/鋰金屬Part6:國(guó)內(nèi)、海外相關(guān)公司近況更新Part7:投資建議&風(fēng)險(xiǎn)提示33PART1全固態(tài)電池大幅提升安全性，突破后有望替代液態(tài)電池44u液態(tài)電池到全固態(tài)電池，核心是將電解液+隔膜替換為固態(tài)電解質(zhì)。電解液相當(dāng)于汽油，汽油浸潤(rùn)性好，但容液態(tài)電池固態(tài)電池電解液>>汽油固態(tài)電解質(zhì)>>沙子 5固態(tài)電池：提升安全性+能量密度，降低循環(huán)+快充性能u固態(tài)電池中，固態(tài)電解質(zhì)相當(dāng)于沙子，大幅提升安全性，打破能量密度瓶頸，但是浸潤(rùn)性差，有固-固界面問(wèn)u液態(tài)電池到全固態(tài)電池，會(huì)提升安全性、提升能量密度，但是降固態(tài)電池活性材料膨脹開(kāi)裂活性材料與固態(tài)電解質(zhì)分離 6u固態(tài)電池雖然具備安全性、高能量密度的終極標(biāo)簽，但是由于固-固界面的引入，離子電導(dǎo)率低、界面穩(wěn)定性差，帶來(lái)循環(huán)、快充等問(wèn)題，制約其商業(yè)化進(jìn)程。u循環(huán)壽命差：液態(tài)電池可達(dá)1.5萬(wàn)次，固態(tài)電池僅為幾百次；u快充性能差：液態(tài)電池已達(dá)4-6C，固態(tài)電池部分可達(dá)2-3C，但大部分基本在0.5C以下；u加工性能差：固體無(wú)流動(dòng)性，類比沙子，加工難度大；u成本高昂：液態(tài)電池成本0.2-0.3元/Wh，固態(tài)電池成本4-5元/Wh，為液態(tài)電池的十倍以上。表固/液電解質(zhì)電導(dǎo)率對(duì)比圖全固態(tài)電池成本顯著高于現(xiàn)聚合物固態(tài)電解質(zhì)常溫10?5S/cm，高溫10?4S/cm氧化物固態(tài)電解質(zhì)10?4S/cm硫化物固態(tài)電解質(zhì)10?3S/cm液態(tài)電解質(zhì)10?1S/cm 7固態(tài)電池：待短板性能突破后，有望大規(guī)模替代液態(tài)電池u液態(tài)電池（必然性能過(guò)剩固態(tài)電池滿足以上條件時(shí)，液態(tài)電池快充性能或達(dá)6-8C以上，循環(huán)或達(dá)2萬(wàn)次以時(shí)間點(diǎn)至少在2030年以后。圖極氪001/小米su7性能均衡，4C快充+1000km續(xù)航圖：麒麟電池為目前電池最優(yōu)解 8PART2海外搶先押注全固態(tài)電池，國(guó)內(nèi)加快引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展99海外政策：搶先研發(fā)布局全固態(tài)電池，資金補(bǔ)貼大力推進(jìn)技術(shù)落地固態(tài)電池商業(yè)化，能量密度目標(biāo)500Wh/kg。韓國(guó)選擇氧化物和硫化物路線并行，政府提供稅收抵免支持固態(tài)電池研發(fā)，疊加動(dòng)力電池巨頭聯(lián)合推進(jìn)，目標(biāo)于25-28年開(kāi)發(fā)出能量密度400Wh/kg的商用技術(shù)，30年完成裝車。歐洲以聚合物路線為主，同時(shí)布局硫化物路線，其中德國(guó)研發(fā)布局投入最大。美國(guó)全路線布局，由能源部規(guī)劃內(nèi)容在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的支持下，成立LIBTEC研究中心，負(fù)責(zé)“下一代電池材料評(píng)估技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，成員包括豐NEDO宣布在未來(lái)5年內(nèi)投資100億日元，由豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家企業(yè)，以及日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)全固態(tài)鋰電池，到2022年NEDO部署“電動(dòng)汽車創(chuàng)新電池開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目(2021-2025年)，計(jì)劃投入166億日元，開(kāi)發(fā)超越鋰電池的新型電池（包括氟化物電池、鋅負(fù)極電池增強(qiáng)電池和汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。NEDO宣布投入1510億日元，用于資助包括高性能電池及材料研發(fā)主題和10個(gè)固態(tài)電池課題等18個(gè)課日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，目標(biāo)在2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的正式商業(yè)化應(yīng)用，確保鹵代電池LG化學(xué)、三星SDI、SK創(chuàng)新聯(lián)合成立下一代1000億韓元（9000萬(wàn)美元）電池基金，用于共同研發(fā)固態(tài)電池公布《K-BatteryDevelopmentStrategy》，政府協(xié)助研發(fā)固態(tài)電池等新一代電池技術(shù)并提供稅收優(yōu)惠，投資設(shè)備和投資研發(fā)最池和2027年全固態(tài)電池的實(shí)際商業(yè)化應(yīng)用。具體開(kāi)發(fā)①全固態(tài)電池，選擇重量輕的硫化物全固態(tài)電池，安全性高的氧化物系全固態(tài)電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車驗(yàn)證；②鋰金屬電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，203德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部出資320萬(wàn)歐元，發(fā)起為期三年的凝膠電解質(zhì)和鋰金屬負(fù)極固態(tài)電池研究項(xiàng)目，由德國(guó)系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所（Fraun德國(guó)政府投資10億歐元支持固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)，并支持建立動(dòng)力電池研發(fā)聯(lián)盟，聚焦固態(tài)電池技術(shù)開(kāi)發(fā)，瓦爾塔邁科、巴斯夫、福特德國(guó)、大眾已加入該聯(lián)盟。公布《電池2030+》，明確全固態(tài)高性能鋰離子電池、金屬批準(zhǔn)歐洲共同利益重大項(xiàng)目（IPCEI由歐盟七國(guó)共同出資32億歐元，同時(shí)從私人投資商中籌集50億歐元，用于研發(fā)下一代創(chuàng)新、環(huán)保鋰電池技術(shù)（包括電解液、固態(tài)電池等）。EUROBAT（歐洲汽車和工業(yè)電池制造商協(xié)會(huì)）發(fā)布《2030電池創(chuàng)新路線圖》，提出鋰電池迭代目標(biāo)為更高能量德國(guó)系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所發(fā)布《固態(tài)電池技術(shù)路線圖2035+》，由100多名專家共同參與制定，預(yù)計(jì)硅基負(fù)極+高鎳三元+硫化物電額外600-800萬(wàn)歐元用于解決固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)問(wèn)題，并規(guī)劃更多支持政策確保歐盟電池產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。發(fā)布Battery500計(jì)劃，由美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)銜，聯(lián)合大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界共同攻關(guān)，參與者包括斯坦福大學(xué)、IBM、特斯拉等。計(jì)劃5年投資5000萬(wàn)美元，目標(biāo)電芯能量密度500Wh/kg、循環(huán)壽命1000次，pack成本150能源部宣布資助通用汽車910萬(wàn)美元，其中200萬(wàn)美元明確用于固態(tài)電池界面問(wèn)題及能源部宣布資助800萬(wàn)美元用于聚合物電解質(zhì)制造工藝研究項(xiàng)目，目標(biāo)聚合物電解質(zhì)成本降低15%，獲超大容量車用美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)計(jì)劃研究局宣布啟動(dòng)MINT計(jì)劃支持固態(tài)電池研發(fā)，包括開(kāi)展固-固界面電荷轉(zhuǎn)移相關(guān)研本進(jìn)一步降低50%，實(shí)現(xiàn)無(wú)鈷無(wú)鎳的固態(tài)電池、鋰金屬電池規(guī)模量產(chǎn)。能源部宣布資助2.09億美元支持固態(tài)電池及快充等先進(jìn)動(dòng)力電池的技術(shù)研究。能源部宣布向多個(gè)大學(xué)、企業(yè)資助4200萬(wàn)美元用于包括固態(tài)電池的的新一代電池技術(shù)研究。 10注：24年11月1日，日元匯率0.0468、歐元匯率7.74、美元匯率7.11數(shù)據(jù)來(lái)源：各國(guó)官網(wǎng)，東吳證券研究所步提出加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究，但此前尚未出臺(tái)補(bǔ)貼政策，仍以經(jīng)濟(jì)性的聚合物+氧化物的半固態(tài)路線。24年5月，政府首次投入約60億元用于全固態(tài)電池研發(fā)，相關(guān)項(xiàng)目由快全固態(tài)電池的商業(yè)化。發(fā)布主體政策/規(guī)劃《節(jié)能與新能源汽車國(guó)家規(guī)劃（2012—2020年）》《中國(guó)制造2025》2020年：電池能量密度達(dá)到300Wh/kg；2025年：電池能量密度達(dá)到400Wh/kg；2030年：電池能量密度達(dá)到500W科技部源汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)工信部指導(dǎo)，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭編制《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》2020年：電池單體比能量350Wh/kg，系統(tǒng)250Wh/kg，壽命單體4000次/10年，系統(tǒng)3000次/10年，成本單體0.6元/Wh，系統(tǒng)1.2025年：電池單體比能量400Wh/kg，系統(tǒng)280Wh/kg，壽命單體4500次/12年，系統(tǒng)3500次/12年，成本單體0.5元/Wh，系統(tǒng)0.2030年：電池單體比能量500Wh/kg，系統(tǒng)350Wh/kg，壽命單體5000次/15年，系統(tǒng)4000次/15年，成本單體0.4元/Wh，系統(tǒng)0.《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》2020年：電池單體比能量≥300Wh/kg，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量2025年：電池系統(tǒng)比能量≥350Wh工信部指導(dǎo)，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)牽頭編制《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》2025年：普及型：比能量>200Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.35元/Wh；商用型：比能量>200Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.45元/Wh；高端型：比能量>350Wh/kg，壽命>1500次/122030年：普及型：比能量>250Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.32元/Wh；商用型：比能量>225Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.40元/Wh；高端型：比能量>400Wh/kg，壽命>1500次/122035年：普及型：比能量>300Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.30元/Wh；商用型：比能量>250Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.35元/Wh；高端型：比能量>500Wh/kg，壽命>1500次/12《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施電池技術(shù)突破行動(dòng)，加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，首次將固態(tài)電池的研工信部、教育部、科技部、人民銀行、銀保監(jiān)會(huì)、能源局《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》開(kāi)發(fā)安全經(jīng)濟(jì)的新型儲(chǔ)能電池，加強(qiáng)新型儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，推進(jìn)先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)模化應(yīng)用；加快研發(fā)固態(tài)電池，加強(qiáng)固態(tài)電池政府根據(jù)中國(guó)日?qǐng)?bào)報(bào)道，國(guó)內(nèi)或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池研發(fā)，包括寧德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍(lán)和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持。該項(xiàng)目由政府相關(guān)部委牽頭實(shí)施，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選后，最后具體分為七大項(xiàng)目，聚焦硫化物和聚合物等不同技術(shù)路線。 固態(tài)電池：有海外彎道超車風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家政策提供底層支持u國(guó)內(nèi)液態(tài)電池技術(shù)大幅領(lǐng)先于海外，海外加碼固態(tài)電池希望彎道超車，23-24年頻u海外：此前搶先布局全固態(tài)電池，意在率先卡位下一代電池技術(shù)，日本資金扶持已超2千億日元(94億RMB)，德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍(lán)和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持，項(xiàng)目支持力度空前，固態(tài)電廠商量產(chǎn)計(jì)劃豐田豐田2026年正式量產(chǎn)全固態(tài)電池三星SDI2027年正式量產(chǎn)全固態(tài)電池QS2025年底正式量產(chǎn)全固態(tài)電池SP2026年正式量產(chǎn)全固態(tài)電池IONQS2025年底正式量產(chǎn)全固態(tài)電池SP2026年正式量產(chǎn)全固態(tài)電池ION2028年具備500MWh全固態(tài)電池的產(chǎn)能表國(guó)內(nèi)政府牽頭的60億全固態(tài)研發(fā)項(xiàng)目具體情況2024年5月29日2024年5月29日，根據(jù)中國(guó)日?qǐng)?bào)報(bào)道，國(guó)內(nèi)或?qū)⑼度爰s60億元用于#全固態(tài)電池研發(fā)，包括寧德時(shí)代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍(lán)和吉利共六家企業(yè)或獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持。該項(xiàng)目由政府相關(guān)部委牽頭實(shí)施，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選后，最后具體分為七大項(xiàng)目，聚焦硫化物和聚合物等不同技術(shù)路線路線數(shù)量廠商硫化物寧德時(shí)代、比亞迪、一汽集團(tuán)聚合物上汽集團(tuán)、衛(wèi)藍(lán)新能源、吉利汽車 12注：24年11月1日，日元匯率0.0468、歐元匯率7.74、美元匯率7.11數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東u半固態(tài)電池為過(guò)渡路線，國(guó)內(nèi)23-24年陸續(xù)裝車發(fā)布，開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化元年，隨著新車型陸續(xù)發(fā)布，帶來(lái)持續(xù)性行業(yè)熱度，提供固態(tài)電池應(yīng)用的短期支撐邏輯。u蔚來(lái)ET7：24款蔚來(lái)ET7搭載半固態(tài)電池，實(shí)測(cè)續(xù)航超過(guò)1000公里，150kwh電池包開(kāi)啟試運(yùn)營(yíng)，最低日租100元，開(kāi)啟運(yùn)營(yíng)。u智己L6-光年版：4月8日，上汽智己L6發(fā)布光年固態(tài)電池，對(duì)應(yīng)max光年版(133kwh)預(yù)售價(jià)不超過(guò)33萬(wàn)元，相比超強(qiáng)性能版(100kwh)預(yù)售價(jià)不超過(guò)29.99萬(wàn)元，僅加價(jià)3萬(wàn)元，定價(jià)好于市場(chǎng)預(yù)期。u后續(xù)：上汽榮威、上汽名爵、長(zhǎng)安深藍(lán)、廣汽昊鉑等。品牌車型帶電量（kwh）合作廠商售價(jià)（萬(wàn)元）上市時(shí)間東風(fēng)風(fēng)神-贛鋒鋰電14-15202101賽力斯SERES-590贛鋒鋰電23.68202303東風(fēng)嵐圖追光82.1-108.7孚能科技32.39-38.59202304上汽智己清陶能源202404蔚來(lái)衛(wèi)藍(lán)新能源2024Q2上汽榮威--清陶能源-2025H2上汽名爵--清陶能源-2025H2福田輕卡---2024長(zhǎng)安深藍(lán)--贛鋒鋰電-2025廣汽埃安昊鉑-因湃電池科技（自主）-2026 13u國(guó)內(nèi)后續(xù)大力發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)，而eVTOL作為關(guān)鍵載體，為固態(tài)電池中期打開(kāi)想象空間，提供固態(tài)電池應(yīng)用的中期支撐邏輯。ueVTOL作為低空經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵載體，助力塑造未來(lái)城市空中交通（UAM）場(chǎng)景。UAM（UrbanAirMobility即城市空中交通，通過(guò)建立低空運(yùn)輸系統(tǒng)，以eVTOL（ElectricVerticalTakeoffandLanding）進(jìn)行載客或載貨運(yùn)輸，為大型城市、都市圈及城市群創(chuàng)造了新型交通方式，有效緩解日益嚴(yán)重的地面交通擁堵問(wèn)題。ueVTOL能量密度要求400Wh/kg以上，為固態(tài)電池進(jìn)一步打開(kāi)想象空間。24年3月，低空經(jīng)濟(jì)首次納入政府工作報(bào)告，eVTOL迎來(lái)發(fā)展黃金期，其對(duì)電池具備高能量密度、高倍率的訴求。四部門(mén)發(fā)布《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)施方案》指出，推動(dòng)400Wh/kg級(jí)航空鋰電池投入量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)500Wh/kg級(jí)航空鋰電池產(chǎn)品應(yīng)用驗(yàn)證，理論上需搭配固態(tài)電池使用，為其打開(kāi)想象空間。圖：億航全自動(dòng)無(wú)人駕駛飛行器產(chǎn)品圖：未來(lái)城市空中交通構(gòu)想 14長(zhǎng)期：全固態(tài)27年小批量裝車，30年后實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)商業(yè)化u安全性和能量密度為動(dòng)力核心性能，提供固態(tài)電池應(yīng)用的遠(yuǎn)期支撐邏輯，半固態(tài)先行，24年開(kāi)啟放量，全固態(tài)預(yù)計(jì)30年后放量。半固態(tài)電池23年起開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，但技術(shù)、產(chǎn)品仍不成熟，我們預(yù)計(jì)24年出貨量1-2GWh，25年預(yù)計(jì)5GWh，30年超100GWh，滲透率提升至2-3%；全固態(tài)電池預(yù)計(jì)27年小批量裝車，以示范運(yùn)營(yíng)為主，出貨量0.5GWh，30年預(yù)計(jì)開(kāi)啟產(chǎn)業(yè)化，出貨量預(yù)計(jì)3GWh，隨著規(guī)模效應(yīng)釋放，成本持續(xù)下降，35年出貨量有望突破300GWh。23年小批量裝車24年開(kāi)啟規(guī)?；宪嚠?dāng)下以示范項(xiàng)目為主30年實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用無(wú)人機(jī)、3C高端消費(fèi)率先小批量產(chǎn)表固態(tài)電池出貨量及滲透率預(yù)測(cè)全球新能源車銷量（萬(wàn)輛）YoY全球動(dòng)力電池實(shí)際需求（gwh）YoY全球儲(chǔ)能電池合計(jì)（gwh）YoY67%41%45%34%27%26%25%25%20%全球動(dòng)力+儲(chǔ)能電池實(shí)際需求合計(jì)（gwh）YoY半固態(tài)電池滲透率半固態(tài)電池出貨量（GWh）全固態(tài)電池滲透率全固態(tài)電池出貨量（GWh）固態(tài)電池滲透率固態(tài)電池總出貨量（GWh） 15PART3硫化物未來(lái)潛力最大，為主流廠商重點(diǎn)布局路線u固態(tài)電解質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高安全性、能量密度、循環(huán)壽命性能的關(guān)鍵。根據(jù)電解質(zhì)的種類，可分為聚合物、氧化物、類型聚合物氧化物硫化物鹵化物材料PEO、PAN、PMMA、PVDF等LiPON、LATP、LLTO、LLZO等LiGPS、LiSnPS，LiSiPS等Li3InCl6、Li2ZrCl6、Li3YBr6電導(dǎo)率常溫10-4S/cm，高溫10-3S/cm10-3S/cm10-2S/cm10-2-10-3S/cm優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單安全性好電導(dǎo)率高、易加工電導(dǎo)率高、成本低、耐氧化劣勢(shì)不夠安全、上限低難加工、電導(dǎo)率一般穩(wěn)定性差，成本高耐還原度差基本需求離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械性能好、制造成本低等1717 18聚合物：加工性能最好，性能提升有限，已基本被淘汰u聚合物易于合成和加工，率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但常溫電導(dǎo)率低，整體性能提升有限，制約大規(guī)模應(yīng)用與發(fā)展。聚合物固態(tài)電解質(zhì)由高分子和鋰鹽絡(luò)合形成，同時(shí)添加少量惰性填料。鋰離子通過(guò)聚合物的分段運(yùn)動(dòng)，靠不斷的絡(luò)合與解絡(luò)合而傳遞。聚合物由于易加工、工藝兼容等優(yōu)勢(shì)，率先在歐洲商業(yè)化，技術(shù)最為成熟，但其電導(dǎo)率低、電化學(xué)窗口窄，僅能和鐵鋰正極匹配，性能上限較低，工作時(shí)需持續(xù)加熱至60℃,因此制約了其大規(guī)模應(yīng)用，預(yù)計(jì)后續(xù)與無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合，通過(guò)結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)性能突破。結(jié)構(gòu)式劣勢(shì)修飾后可達(dá)10-4S/cm粘性大影響成膜修飾后可達(dá)10-4S/cm熱穩(wěn)定性高，化學(xué)穩(wěn)定性高，負(fù)極穩(wěn)定性高，易加工成膜離子電導(dǎo)率低，機(jī)械強(qiáng)度差，大規(guī)模制造難度大，電化學(xué)窗口窄修飾后可達(dá)10-3-10-4S/cm化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱性強(qiáng)，電化學(xué)窗離子電導(dǎo)率低，力學(xué)性能差修飾后可達(dá)10-3-10-4S/cm與鋰電極界面阻抗低，鋰離子傳輸能力強(qiáng)，制造成本低，易合成成膜后硬脆、柔韌性差、機(jī)械強(qiáng)度差u氧化物穩(wěn)定性最好，電導(dǎo)率一般，加工性能最差，目前發(fā)展進(jìn)度較快。氧化物電解質(zhì)是含有鋰、氧以及其他成分(磷/鈦/鋁/鑭/鍺/鋅/鋯)的化合物。氧化物熱穩(wěn)定性好、電化學(xué)窗口寬、機(jī)械強(qiáng)度高，缺點(diǎn)為電導(dǎo)率一般、脆度高難以加工、界面接觸差。量產(chǎn)方面，氧化物體系制備難度適中，較多新玩家和國(guó)內(nèi)企業(yè)選取此路線，采用與聚合物復(fù)合的方式，在半固態(tài)電池中率先規(guī)?；b車。代表材料化學(xué)式優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)離子電導(dǎo)率低Li0.33La0.56TiO3離子電導(dǎo)率最高、循環(huán)壽命好需高溫退火、晶界電阻高、鋰金屬不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本高Anti-Perovskite(反鈣鈦礦)型Anti-Perovskite(反鈣鈦礦)型3OCl鋰金屬穩(wěn)定、成本低脆性較高脆性較高、循環(huán)壽命差、不7La3Zr2O12/Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12鋰金屬穩(wěn)定、空氣相對(duì)穩(wěn)定需進(jìn)行摻雜改性、生產(chǎn)成本高Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3生產(chǎn)成本低、空氣中穩(wěn)定、電化學(xué)窗口最寬，適合高電壓體系離子電導(dǎo)率偏低、鋰金屬不穩(wěn)定Li14Zn(GeO4)4合成條件吻合，空氣中穩(wěn)定氣中敏感、鋰金屬不穩(wěn)定 19硫化物：電導(dǎo)率最高，兼具加工性能，未來(lái)u硫化物電導(dǎo)率最高，兼具加工性能，未來(lái)潛力最大，但仍處于研發(fā)階段。硫化物離子電導(dǎo)率最高，質(zhì)地軟易加工，可以通過(guò)擠壓來(lái)增大界面接觸，從而提升電池性能。鋰磷硫氯為主流硫化物固態(tài)電解質(zhì)，但其合成需要使用大量昂貴的硫化鋰（國(guó)內(nèi)報(bào)價(jià)約500萬(wàn)元/噸行業(yè)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的探索，仍無(wú)法降低硫化鋰的成本。因此硫化物成本高，成為量產(chǎn)核心難點(diǎn)之一，后續(xù)也可能通過(guò)開(kāi)發(fā)鋰磷硫氧氯等新體系，不使用硫化鋰前驅(qū)體從而實(shí)現(xiàn)降本。此外，硫化物固態(tài)電解質(zhì)存在電化學(xué)穩(wěn)定性差、空氣穩(wěn)定性差(遇水產(chǎn)H2S)、生產(chǎn)工藝難度大等問(wèn)題，因此給電池制造量產(chǎn)帶來(lái)諸多難點(diǎn)。整體看，硫化物目前仍處于研發(fā)階段，但后續(xù)發(fā)展?jié)摿ψ畲螅牧?、設(shè)備、工藝突破后，預(yù)計(jì)成為未來(lái)主流路線?；瘜W(xué)式代表材料劣勢(shì)xPSx性好、成本低離子電導(dǎo)率相對(duì)低、空氣10-3-10-2S/cm離子電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性好、成本低氣中不穩(wěn)定LixMPxSxLi10GeP2S12窗口寬(5V)鋰金屬不穩(wěn)定、成本較高Thio-LISICON型Li4–xM1–xM'xS4Li3.25Ge0.25P0.75S4穩(wěn)定性高離子電導(dǎo)率相對(duì)低、成本2020數(shù)據(jù)來(lái)源：知網(wǎng)，東吳證券研究所鹵化物：介于氧化物和硫化物之間，近一年進(jìn)展相對(duì)較快u鹵化物介于氧化物與硫化物之間，綜合性能相對(duì)優(yōu)異，且具備成本優(yōu)勢(shì)，近一年進(jìn)展相對(duì)較快。理論上，鹵化物固態(tài)電解質(zhì)既具有高于氧化物固態(tài)電解質(zhì)的氧化電位，又具有與硫化物接近的易變形性和接近的離子電導(dǎo)率，同時(shí)具有媲美聚合物的大規(guī)模應(yīng)用前景，但鹵化物的還原電位不夠低，無(wú)法與金屬鋰負(fù)極匹配，需要包覆等方式解決，整體成本、性能處于硫化物和氧化物之間。近一年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)于鹵化物的熱度快速提升，尤其含鋯的Li2ZrCl6材料，其具備低成本的優(yōu)勢(shì)，成為清陶能源等公司重點(diǎn)突破方向，未來(lái)預(yù)計(jì)與硫化物復(fù)合應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降本的效果。化學(xué)式代表材料劣勢(shì)aMX4類正尖晶石結(jié)構(gòu)aMX4成本較低離子電導(dǎo)率較低，常溫下無(wú)法穩(wěn)定aMX6類三方、正交、單斜晶系結(jié)構(gòu)aMX610-3-10-2S/cm離子電導(dǎo)率較高還原電位不夠低aMX8類aMX86CoCl8成本較低離子電導(dǎo)率較低2121數(shù)據(jù)來(lái)源：知網(wǎng)，東吳證券研究所趨勢(shì)：硫化物未來(lái)潛力最大，為主流廠商重點(diǎn)布局路線u硫化物未來(lái)潛力最大，頭部電池廠商均重點(diǎn)布局。硫化物固態(tài)電解質(zhì)未來(lái)最具潛力，具備極高的離子電導(dǎo)率，部分硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率甚至已經(jīng)超越電解液，此外具備相對(duì)較好的界面接觸性能、柔韌可加工性，成為主流廠商重點(diǎn)布局的路線。目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)寧德時(shí)代、比亞迪、華為，日本的豐田、松下，韓國(guó)的三星S表部分國(guó)家地區(qū)全固態(tài)電池路線國(guó)家公司技術(shù)路線進(jìn)展中國(guó)寧德時(shí)代硫化物進(jìn)入20Ah樣品試制階段，27年小批量量產(chǎn)，能量密度500wh/kg清陶能源鹵化物+硫化物26年裝車驗(yàn)證，27年小批量量產(chǎn)，能量密度400-500wh/kg衛(wèi)藍(lán)新能源聚合物、硫化物26年裝車驗(yàn)證，27年小批量量產(chǎn)，能量密度400-500wh/kg豐田硫化物26年小批量產(chǎn)，10分鐘即可充滿，續(xù)航里程1000-1200km本田硫化物25年試生產(chǎn)，30年量產(chǎn)裝車韓國(guó)三星SDI硫化物27年小批量量產(chǎn)，能量密度500wh/kgLG新能源聚合物、硫化物30年小批量量產(chǎn)SKon聚合物+氧化物、硫化物25-26年試生產(chǎn)，28-29年商業(yè)化美國(guó)QuantumScape氧化物、硫化物進(jìn)入B樣測(cè)試階段，SolidPower硫化物A樣品交付寶馬，30年量產(chǎn)裝車氧化物25年產(chǎn)能10MWh，28年產(chǎn)能500MWh2222數(shù)據(jù)來(lái)源：儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)，天賜材料，東吳證券研究所2323硫化物：常用材料體系有四種，其中鋰磷硫氯為主流選擇u硫化物常用材料體系有四種，其中鋰磷硫氯為主流選擇。硫化物基固態(tài)電解質(zhì)體系常見(jiàn)有四種，即鋰鍺磷硫(LGPS)，鋰硅磷硫氯(LSiPSCl)，鋰磷硫氯(LPSCl原材料成本低，與鋰金屬共存原材料成本低，與鋰金屬共存離子電導(dǎo)率良好8mS/cm）離子電導(dǎo)率最高離子電導(dǎo)率最高12mS/cm）原材料成本高，不與鋰金屬共存2424數(shù)據(jù)來(lái)源：知網(wǎng)，東吳證券研究所鋰磷硫氯：固相法離子電導(dǎo)率高，為目前主流工藝路線u固相法主要包括高能機(jī)械球磨法、球磨-燒結(jié)聯(lián)用法和簡(jiǎn)單固相燒結(jié)法。固相法具備更高的離子電導(dǎo)率和產(chǎn)品結(jié)晶度，但純化相對(duì)困難，耗時(shí)長(zhǎng)、能耗高，工藝效率低。固相法目前以球磨-燒結(jié)法為主，仍需解決原料混u液相法主要包括懸浮液法和溶解-沉積法。液相法具備更低的燒結(jié)溫度，更短的合成時(shí)間，更適用于規(guī)模化生熱處理→→→不溶性有機(jī)溶劑熱處理→→→可溶性有機(jī)溶劑燒結(jié)++→→→→2525數(shù)據(jù)來(lái)源：知網(wǎng)，東吳證券研究所鋰磷硫氯：前驅(qū)體硫化鋰價(jià)格昂貴，目前仍氣中易吸收水蒸氣發(fā)生水解，放出劇毒硫化氫氣體，制造和儲(chǔ)存要求磷硫氯全固態(tài)電池約合消耗500-700噸鋰磷硫氯固態(tài)電解質(zhì)，每噸鋰磷硫氯固態(tài)電解質(zhì)平均消耗超400公斤的圖硫化鋰具備反螢石結(jié)構(gòu)（橙色為硫原子，綠色為鋰原國(guó)內(nèi)主流其他輔料、主要原材料其他輔料、工藝測(cè)算硫化鋰氯化鋰五硫化二磷耗材等用量（噸）0.430.160.41/噸價(jià)（萬(wàn)元）50015總價(jià)（萬(wàn)元）總價(jià)（萬(wàn)元）2152.44.15BOOM成本（萬(wàn)元）226.5目前價(jià)格（萬(wàn)元）≈10002626數(shù)據(jù)來(lái)源：天賜材料，東吳證券研究所u硫化物主流合成工藝有三種，其中碳熱還原法和液相法具備成本優(yōu)勢(shì)，此外CVD法等新工藝也有較大潛力，未來(lái)待工藝、設(shè)備突破后，有望大幅降低硫化鋰成本。u直接固相法，金屬鋰/氫化鋰+單質(zhì)硫：工藝簡(jiǎn)單，環(huán)境友好，但原料成本高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品收率低；u碳熱還原法，氫氧化鋰+炭+硫：原料成本低，反應(yīng)容易控制，轉(zhuǎn)化效率高，但工藝仍需完善，產(chǎn)品質(zhì)量仍不穩(wěn)定；u液相法，六氟磷酸鈉+鋰化物+硫化物：原料成本低，反應(yīng)充分完全，反應(yīng)時(shí)間短，能耗較少，但原材料精制、產(chǎn)品純化難，粒徑調(diào)控難。金屬鋰金屬鋰+單質(zhì)硫單質(zhì)硫成本500萬(wàn)/噸+碳源碳源+硫源硫源成本100-200萬(wàn)/噸碳熱還原法+NaNa2S+成本100-200萬(wàn)/噸2727注：圖中成本僅為推測(cè)，規(guī)模量產(chǎn)后有望進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)來(lái)源：知網(wǎng)，東吳證券研究所電解質(zhì)：鋰磷硫氯具備生產(chǎn)壁壘，硫化鋰為量產(chǎn)降本核心啟布局，勝出關(guān)鍵在于找到有效的降本方式。硫化物固態(tài)電解質(zhì)具備生產(chǎn)壁壘，關(guān)鍵在于材料的均勻性、一致性以及產(chǎn)品批次的穩(wěn)定性，目前僅有日本的出光興產(chǎn)、三井金屬和國(guó)內(nèi)的中科固能等企業(yè)可實(shí)現(xiàn)噸級(jí)穩(wěn)定供貨。此外生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生硫化氫，需進(jìn)行回收處理，后續(xù)工藝、設(shè)備需進(jìn)一中科固能新余贛鋒鋰業(yè)建成年產(chǎn)1萬(wàn)噸硫化鋰項(xiàng)目，21年底投產(chǎn)鋰業(yè)在江西南昌建成年產(chǎn)1萬(wàn)噸硫化鋰項(xiàng)目，22年硫化鋰純度達(dá)99.99%，用于電池、半導(dǎo)硫化鋰產(chǎn)品暢銷美國(guó)、日本，獲國(guó)際市場(chǎng)廣使用CVD法制備高純硫化鋰，已向多家頭部2828數(shù)據(jù)來(lái)源：公司公告，東吳證券研究所電池生產(chǎn)：難點(diǎn)在于前道成膜環(huán)節(jié)，均勻度和平整度要求大幅提升u硫化物全固態(tài)電池生產(chǎn)流程的難點(diǎn)在于固態(tài)電解質(zhì)膜的成型，固態(tài)電解質(zhì)極片的成型和固態(tài)電池的成型，其中u固態(tài)電解質(zhì)成膜需使用干法工藝，難點(diǎn)在于固態(tài)電解質(zhì)膜的厚度、材料分散的均勻性和負(fù)極的平整度的控制，要求為微米甚至納米級(jí)別。固態(tài)電解質(zhì)層厚度為30-40μm，對(duì)于PTFE原纖維化后的取向性和均勻性要求極高，才能減少缺陷和孔洞的產(chǎn)生，因此對(duì)設(shè)備的精度和均勻度要求較高，主流通過(guò)擠壓流延、靜目前整體效率較低；此外，負(fù)極側(cè)鋰金屬平整度極其關(guān)鍵，直接影響到集流體涂布集流體涂布集流體復(fù)合鋰金屬負(fù)極集流體復(fù)合鋰金屬負(fù)極全固態(tài)電池全固態(tài)電池 29數(shù)據(jù)來(lái)源：粉體網(wǎng)，東吳證券研究所u固態(tài)電池產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備有電極干法涂布設(shè)備，輥壓熱復(fù)合雙軋一體機(jī)，極片膠框成分容設(shè)備。固態(tài)電池生產(chǎn)對(duì)于設(shè)備的精度大幅提升，在均勻程度的要求上是微米級(jí)甚至納米級(jí)，尤其使用的干法工藝對(duì)設(shè)備的精度和能力要求較高，并且硫化物對(duì)金屬具備腐蝕性，輥壓時(shí)在極片成型、分散過(guò)程以及電池成型方面，都需要針對(duì)固態(tài)電池的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)定制化的設(shè)備和技術(shù)，才能保證電正負(fù)極片&電解質(zhì)制備（前段）勻漿攪拌涂布&烘烤干料混合干法涂布電解質(zhì)涂膜輥壓合分條&模切膠框印刷無(wú)隔膜疊片極耳焊接&注液原位固化高壓化成分液態(tài)鋰電vvvv藝原位固化工藝全固態(tài)硫化物設(shè)備名稱攪拌機(jī)涂布機(jī)注液機(jī)烘烤設(shè)備大壓力化成分容機(jī) 30數(shù)據(jù)來(lái)源：利元亨，東吳證券研究所干法：全固態(tài)電池關(guān)鍵工藝，設(shè)備精度/幅寬/速u干法為全固態(tài)電池關(guān)鍵工藝，設(shè)備精度、幅寬和速度仍不成熟。全固態(tài)電池中，硫化物電解質(zhì)對(duì)極性有機(jī)溶劑極為敏感，同時(shí)金屬鋰容易與溶劑反應(yīng)，導(dǎo)致膨脹更加嚴(yán)重，因此需切換為干法電極工藝，并使用進(jìn)行PTFE原纖維化，進(jìn)而抑制材料膨脹。干法工藝的重點(diǎn)環(huán)節(jié)為混料、纖維化和成膜，混料使用攪拌機(jī)將正極、固態(tài)電解質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑混合，纖維化使用氣流粉碎機(jī)、蜜煉機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)將PTFE網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)打開(kāi)閉合，成膜使用復(fù)合成膜一體機(jī)，制作干法正極膜、干法負(fù)極膜、固態(tài)電解質(zhì)膜。干法工藝仍不成熟，具備量產(chǎn)的前置條件有：負(fù)極PTFE含量＜1.0%，正極PTFE含量＜1.5%，負(fù)極速度＞80m/min，正極速度＞50m/min，幅寬＞1000mm。圖濕法電極工藝 31數(shù)據(jù)來(lái)源：chemours，東吳證券研究所等靜壓：全固態(tài)使用疊片+軟包，等靜壓設(shè)u全固態(tài)電池向疊片+軟包的方向迭代。與液態(tài)鋰離子電池相比，固態(tài)電池后段工序不需要注液化成，但需要加壓或者燒結(jié)；制造/封裝方式看，氧化物及硫化物電解質(zhì)柔韌性較弱，更適用于疊片工藝，其內(nèi)部變形、彎曲或斷裂的概率低，此外軟包封裝在能量密度上也具備優(yōu)勢(shì)，可容忍充放電過(guò)程中的體積變化，因此疊片+軟包的封裝方式最適合于固態(tài)電池。電極單元直接堆疊內(nèi)串，因此無(wú)需內(nèi)部極耳，從而提高制造效率，降低包裝成本。但一體化疊片存在固-固界面接觸問(wèn)題，需通過(guò)施加壓力等手段來(lái)進(jìn)行改善。傳統(tǒng)輥壓等方法可能導(dǎo)致顆粒的重新堆積與變形，目前一種優(yōu)選的方法是采用等溫靜壓法，一般溫度在80-120℃,壓力在300MPa左右，利用氣/液體介質(zhì)均勻傳遞壓力圖全固態(tài)電池溫等靜壓法示意圖圖傳統(tǒng)電池和固態(tài)電池疊片對(duì)比圖 32數(shù)據(jù)來(lái)源：《陽(yáng)如坤董事長(zhǎng)-固態(tài)電池大規(guī)模制造初探》，《全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝分析》，東吳證券研究所3434數(shù)據(jù)來(lái)源：公司公告，東吳證券研究所材料變化：減少/取締電解液的使用，增加固態(tài)u無(wú)論是半固態(tài)電池還是全固態(tài)電池，想要提升能量密度，必然要更換正負(fù)極材料，或改變相關(guān)材料電壓，否則加入固態(tài)電解質(zhì)后，能量密度不會(huì)有明顯變化，甚至有些下降。u半固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，半固態(tài)電池減少電解液的用量，增加聚合物+氧化物復(fù)合電解質(zhì)，其中聚合物以框架網(wǎng)絡(luò)形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正負(fù)極包覆形式添加，此外負(fù)極從石墨體系升級(jí)到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極，正極從高鎳升級(jí)到了高鎳高電壓/超高鎳等，隔膜仍保留并涂覆固態(tài)電解質(zhì)涂層，鋰鹽從LiPF6升級(jí)為L(zhǎng)iTFSI，封裝方式仍采用卷繞/疊片+方形/軟包/圓柱的方式，能量密度可達(dá)350Wh/kg以上。u全固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，全固態(tài)電池取消原有電解液，選用聚合物/氧化物/硫化物體系作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負(fù)極，從而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限較低，氧化物目前進(jìn)展較快，硫化物未來(lái)潛力最大，負(fù)極從石墨體系升級(jí)到鋰金屬負(fù)極，正極從高鎳升級(jí)到了高鎳高電壓/超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等，封裝方式采用疊片+軟包的方式，能量密度可達(dá)500Wh/kg以上。液態(tài)電池全固態(tài)電池聚合物+氧化物固態(tài)電解質(zhì)+溶劑聚合物/氧化物/硫化物/鹵化物固態(tài)電解質(zhì)有保留+氧化物涂覆無(wú)硅基鋰金屬高鎳高電壓/超高鎳高鎳高電壓/超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基封裝方式卷繞/疊片+方形/圓柱/軟包卷繞/疊片+方形/軟包/圓柱>350Wh/kg>500Wh/kgu硫化物固態(tài)電池來(lái)看，正極材料短期沿用高鎳體系，長(zhǎng)期向超高鎳、富鋰錳基、高壓尖晶石等材料迭代。固態(tài)電池電化學(xué)窗口更寬，因此可以使用的正極材料更為廣泛。半固態(tài)/固態(tài)電池短期預(yù)計(jì)仍會(huì)沿用三元高鎳體系，但或通過(guò)單晶化、氧化物包覆、金屬摻雜等手段進(jìn)一步提升電壓，從而提升電池能量密度。在固態(tài)電解質(zhì)、金屬鋰負(fù)極等技術(shù)逐漸成熟后，正極材料預(yù)計(jì)向超高鎳、富鋰錳基、高壓尖晶石等新型體系進(jìn)一步迭代。近期看，錳酸鋰/鎳錳酸鋰尖晶石體系進(jìn)展快，未來(lái)有望迎來(lái)突破，富鋰錳基能量密度最高，但存在循環(huán)壽命等一系列短板，遠(yuǎn)期有望迎來(lái)機(jī)會(huì)。中中低壓循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異低低鋰低低 u電池能量密度提升，驅(qū)動(dòng)負(fù)極向高性能迭代，目前以石墨負(fù)極為主，短中期向硅基負(fù)極發(fā)展，長(zhǎng)期有望切換至金屬鋰。鋰電池負(fù)極材料目前以石墨為主，具有高電導(dǎo)率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，但已接近理論比容量(372mAh/g)。硅基負(fù)極理論比容量高(4200mAh/g)，但存在體積膨脹(380%)、導(dǎo)電性差和SEI膜不穩(wěn)定的問(wèn)題，多與石墨摻雜應(yīng)用。鋰金屬負(fù)極理論比容量高(3860mAh/g)，電位低(-3.04eV)，導(dǎo)電性優(yōu)異，因此具有巨大潛力，但存在鋰枝晶、循環(huán)時(shí)體積變化等問(wèn)題。整體看，負(fù)極液態(tài)向硅碳負(fù)極發(fā)展，尤其CVD法迎來(lái)突破，但固態(tài)必然向鋰金屬負(fù)極迭代，其最具備性能潛力。負(fù)極材料比容量(mAh/g)首次效率(%)電極電位(V)倍率性能循環(huán)壽命(次)體積膨脹率(%)安全性市場(chǎng)價(jià)(萬(wàn)元/噸)天然石墨340-37090-930.2一般>1000一般3-6人造石墨310-36090-960.2一般>1500良好3-7碳材料中間相碳微球碳材料300-35090-940.2良好>1000-良好6-10無(wú)定形碳300-40080-850.52良好>1500良好8-20硅碳400-70085-900.3-0.5略差500-600一般8-20非碳材料硅氧鈦酸鋰450-500165-17065-7598-990.3-0.5一般優(yōu)異>1000>30000一般高40-6010-35鋰金屬3860（理論）90-95-3.04一般較差負(fù)極材料訴求：高克容量、低電化學(xué)勢(shì)、低膨脹、高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性、低成本鋰金屬：全固態(tài)電池未來(lái)標(biāo)配，大幅提升能量密度鋰金屬：全固態(tài)電池未來(lái)標(biāo)配，大幅提升能量密度u鋰金屬的能量密度最高，未來(lái)應(yīng)用潛力最大，但存在鋰枝晶等問(wèn)題，無(wú)法使用在半固態(tài)電池中，預(yù)計(jì)在全固態(tài)電池中實(shí)現(xiàn)突破。鋰金屬是固態(tài)電池最理想的負(fù)極材料，理論比容量高，還原電位最低，因此具有巨大潛力，但需解決鋰枝晶生長(zhǎng)、循環(huán)時(shí)體積膨脹等問(wèn)題，以優(yōu)化金屬鋰安全性。半固態(tài)電池含有電解液，無(wú)法使用金屬鋰負(fù)極，但可以使用負(fù)極預(yù)鋰化的方式提升能量密度；全固態(tài)電池可以使用金屬鋰作為負(fù)極，能量密度可提升至400-500Wh/kg以上，但仍有諸多工藝制造難題，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格較為昂貴，目前報(bào)價(jià)約1萬(wàn)元/kg。u鋰金屬采用熔融LiCl電解制備，關(guān)鍵在于界面平整度的控制。金屬鋰的制備方法有熔鹽電解法、金屬熱還原法和真空蒸餾法，其中熔鹽電解法為主流制備方式，主要工藝流程為將氯化鋰和氯化鉀等原料混合制成熔鹽，在電解槽內(nèi)通電析出粗鋰，通過(guò)爐內(nèi)過(guò)濾分離出高純度精鋰，再經(jīng)沉降、真空蒸餾、降溫、澆鑄等工序制成電池級(jí)金屬鋰，其中部分低純度金屬鋰經(jīng)過(guò)濾后可通過(guò)鑄錠、擠壓成型制成工業(yè)級(jí)金屬鋰，關(guān)鍵制備在于產(chǎn)品純度和界面的平整度。精鋰爐內(nèi)過(guò)濾金屬鋰緩衡降溫澆鑄成型精鋰爐內(nèi)過(guò)濾金屬鋰緩衡降溫澆鑄成型型金屬鋰 37數(shù)據(jù)來(lái)源：圖半固態(tài)電池仍保留隔膜（衛(wèi)藍(lán)新能源）鋰金屬負(fù)極硫化物電解質(zhì)鋰金屬負(fù)極硫化物電解質(zhì) 材料總結(jié)：硅碳/導(dǎo)電劑確定性高，正極全固態(tài)受益度高u此外，細(xì)分方向看，若全固態(tài)硫化物路線實(shí)現(xiàn)突破，硫化鋰相關(guān)廠商收益，氧化物/鹵化物路線實(shí)現(xiàn)突破，鋯系相關(guān)廠商收益。液態(tài)電池全固態(tài)電池正極廠商三元/鐵鋰，正極廠商三元/鎳錳酸鋰，正極廠商三元/鎳錳酸鋰/富鋰錳基，正極廠商石墨，負(fù)極廠商硅碳，負(fù)極廠商鋰金屬，有色廠商封裝方式方形/圓柱/軟包，結(jié)構(gòu)件廠商方形/圓柱，結(jié)構(gòu)件廠商軟包，鋁塑膜廠商 39數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所成本：目前成本預(yù)計(jì)超5元/wh，未來(lái)有較大的降本空間u全固態(tài)電池成本較為昂貴，目前預(yù)計(jì)超過(guò)5元/wh，未來(lái)有較大的降本空間。以高鎳/鋰磷硫氯/鋰金屬硫化物單位用量單位價(jià)格單位成本單位成本t金屬鋰tt碳納米管t其他材料（元/wh）折舊（元/wh）成本合計(jì)（元/wh）合格率實(shí)際成本合計(jì)（元/wh）單位用量單位價(jià)格單位成本單位成本t金屬鋰tt碳納米管t其他材料（元/wh）折舊（元/wh）成本合計(jì)（元/wh）合格率實(shí)際成本合計(jì)（元/wh）價(jià)格價(jià)格 40數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所u全固態(tài)電池前景廣闊，帶來(lái)材料端+設(shè)備端全市場(chǎng)空間超3500億元，固態(tài)電解質(zhì)需求21萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間超210億元，硫化鋰需求9萬(wàn)噸 41數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所PART6國(guó)內(nèi)、海外相關(guān)公司近況更新4242u長(zhǎng)期技術(shù)發(fā)展看，固態(tài)電池為重點(diǎn)布局方向，短期由半固態(tài)電池過(guò)渡，寧德時(shí)代在半固態(tài)和全固態(tài)技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先，全球龍頭地位長(zhǎng)期穩(wěn)固。u半固態(tài)：寧德時(shí)代推出凝聚態(tài)電池，兼具高比能與高安全，可快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。寧德時(shí)代23年4月推出凝聚態(tài)電池，能量密度可高達(dá)500Wh/kg，并具備優(yōu)秀的充放電性能，24年已具備車規(guī)級(jí)量產(chǎn)能力，同時(shí)進(jìn)行航空級(jí)合作開(kāi)發(fā)，已成功試飛4噸級(jí)民用電動(dòng)飛機(jī)，8噸級(jí)飛機(jī)預(yù)計(jì)27-28年發(fā)布，此外，今年底搭載寧德時(shí)代電池的eVTOL預(yù)計(jì)能夠首次飛行。u全固態(tài)：寧德時(shí)代布局硫化物路線，目標(biāo)27年小批量量產(chǎn)。寧德時(shí)代在全固態(tài)電池已投入7-8年的時(shí)間進(jìn)行研究，布局最具潛力的硫化物全固態(tài)電解質(zhì)。曾毓群在24年世界動(dòng)力電池大會(huì)表示，如果用技術(shù)和制造成熟度作為評(píng)價(jià)體系（1-9打分寧德時(shí)代的全固態(tài)電池目前處于4的水平，對(duì)比全世界的情況，研究算是“領(lǐng)先一大步”，或者英文叫做 “Secondtonone”，目標(biāo)是27年達(dá)到7-8的水平，實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。據(jù)晚點(diǎn)Auto，寧德時(shí)代在今年增加了對(duì)全固態(tài)電池的研發(fā)投入，已將全固態(tài)電池研發(fā)團(tuán)隊(duì)擴(kuò)充至超1000人，目前主攻硫化物路線，近期已進(jìn)入20Ah樣品試制階段。圖凝聚態(tài)電池產(chǎn)品性能曾毓群說(shuō)：“如果要在6000個(gè)大氣壓下，全固態(tài)電池才能實(shí)現(xiàn)較高的低溫性能，這意味著這些器件還無(wú)法投入市場(chǎng)曾毓群說(shuō)：“如果要在6000個(gè)大氣壓下，全固態(tài)電池才能實(shí)現(xiàn)較高的低溫性能，這意味著這些器件還無(wú)法投入市場(chǎng)應(yīng)用?！?43數(shù)據(jù)來(lái)源：晚點(diǎn)a清陶能源：率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，布局鹵化物全固態(tài)路線圖清陶能源正極、電芯生產(chǎn)工藝圖清陶能源鹵化物技術(shù)布局 44注：本頁(yè)性能/產(chǎn)能數(shù)據(jù)為調(diào)研后預(yù)測(cè)，或與公司實(shí)際量產(chǎn)節(jié)奏有偏差數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所衛(wèi)藍(lán)新能源：承接物理所核心專利，主打原位固態(tài)化工藝u動(dòng)力電芯：360Wh/kg，具備超高能量密度，表衛(wèi)藍(lán)新能源年底產(chǎn)能布局（單位：GWh)約定在22-25年期間將向容百科技采購(gòu)固約定在22-25年期間向后者采購(gòu)總量不低于 45數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所浙江鋒鋰：打造垂直整合業(yè)務(wù)模式，加速半固態(tài)電池量產(chǎn)儲(chǔ)能電池中應(yīng)用，已開(kāi)發(fā)離子電導(dǎo)率達(dá)到1.5mS/cm新型LATPu第二代半固態(tài)電池：半固態(tài)電池，能量密度400Wh/kg+，含鋰江西新余24440000000244固體含量能量密度循環(huán)壽命電解質(zhì)正極-硫化物- 46數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所u輝能科技布局氧化物全固態(tài)電池，取消隔膜設(shè)計(jì)，臺(tái)灣首座工廠已投產(chǎn)，計(jì)劃向VinFast、奔馳等提供固態(tài)電池，預(yù)計(jì)產(chǎn)能達(dá)7GWh時(shí)價(jià)格與液態(tài)電池持平。u技術(shù)：目前選用811正極+硅氧負(fù)極半固態(tài)路線(3%wt)，能量密度超270Wh/kg，未來(lái)向全固態(tài)+鋰金屬迭代。公司具備獨(dú)特的的商業(yè)模式，可以直接以Inlay形式出貨(正負(fù)極、電解質(zhì)組成的薄片)u產(chǎn)能：中國(guó)臺(tái)灣桃園首座Giga級(jí)鋰陶瓷電池工廠已投產(chǎn)，投資42億新臺(tái)幣，初始產(chǎn)能為每年0.5GWh，足以供應(yīng)1.4萬(wàn)輛電動(dòng)汽車使用，最終規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到2GWh；此前在法國(guó)規(guī)劃固態(tài)電池超級(jí)工廠，投資52億歐元，規(guī)劃產(chǎn)能48GWh，但24年7月宣布建設(shè)進(jìn)程放緩；此外還和VinFast考慮合資在越南建設(shè)固態(tài)電池工廠。u客戶：主要有VinFast、奔馳、ACC、FEV、Gogoro、蔚來(lái)、一汽，輝能首批量產(chǎn)的固態(tài)電池可能會(huì)提供給VinFast和奔馳裝車測(cè)試。圖公司固態(tài)電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖表輝能科技開(kāi)始時(shí)間合作內(nèi)容整車VinFast共同推動(dòng)“ProLogiumInside”的次世代新能源車電池解決方案整車和動(dòng)力總成軟硬件開(kāi)發(fā)合作開(kāi)發(fā)固態(tài)電池能源儲(chǔ)存方案，滿足各方客戶需求以及電池芯、模塊及系統(tǒng)驗(yàn)證的潛在合作換電制造共同研發(fā)全球第一顆電池交換式電動(dòng)機(jī)車固態(tài)電池原型，導(dǎo)入兩輪車市場(chǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)3-4年投產(chǎn)蔚來(lái)聯(lián)合開(kāi)發(fā)固態(tài)動(dòng)力電池儲(chǔ)能就固態(tài)電池生產(chǎn)技術(shù)授權(quán)合作進(jìn)行了初步探討 47數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所有望超越1200公里。圖豐田全固態(tài)電池原型機(jī) 48數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所三星SDI：具備多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，27年計(jì)劃量產(chǎn)全固態(tài)電池u技術(shù)：三星SDI全固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先，引進(jìn)Ag-C負(fù)極、SUS集電器、硫銀鍺礦型電解質(zhì)及LZO涂層等，并利用圖：三星SDIAg-C負(fù)極硫化物全固態(tài)電池參數(shù)圖：三星全固態(tài)電池結(jié)構(gòu)展示指標(biāo)參數(shù)特征電池容量5.8Ah(60°C，0.05C)結(jié)構(gòu)NCM811/LSPSC/Ag/@C質(zhì)量能量密度>400Wh/kg體積能量密度>900Wh/L循環(huán)周期1000周(0.6Ah，0.5C)面容積6.8mAh/cm2安全性能軟包電池在210°C條件下測(cè)試沒(méi)有出現(xiàn)脹氣；對(duì)0.6Ah電池進(jìn)行裁剪未有問(wèn)題；油浴測(cè)試通過(guò) 49數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所u脫胎于斯坦福大學(xué)，深度綁定大眾汽車，布局氧化物+硫化物體系。QuantumScape（QS）成立于2010年，融資已超15億美元，以LLZO石榴石型氧化物體系為主打，LGPS硫化物體系為儲(chǔ)備；22年6月，該公司宣布生產(chǎn)出一種固態(tài)電池，其續(xù)航里程為650英里，充電時(shí)間為15分鐘；24年初，大眾汽車展示QS所開(kāi)發(fā)技術(shù)的電池原型，該電池可進(jìn)行1000次充電循環(huán)，且容量損失僅為5%。u獲得大眾汽車的量產(chǎn)協(xié)議，目標(biāo)每年生產(chǎn)40GWh。24年7月，大眾汽車旗下電池公司PowerCo已簽署協(xié)議，將QS的下一代固態(tài)鋰金屬電池技術(shù)工業(yè)化。QS將以1.3億美元的價(jià)格授予PowerCo批量生產(chǎn)固態(tài)電池的許可，取代大眾汽車集團(tuán)與QS之前通過(guò)2021年建立的試驗(yàn)生產(chǎn)線共同生產(chǎn)電池的合資企業(yè)。這項(xiàng)非獨(dú)家協(xié)議涵蓋使用QS的技術(shù)每年生產(chǎn)40GWh，并可選擇每年擴(kuò)大到80GWh，足以為每年約100萬(wàn)輛汽車提供裝備。圖：QuantumScape無(wú)負(fù)極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理指標(biāo)參數(shù)特征能量密度380-500Wh/kg充電率至少1c速率，>3mA/cm2<~40min10-80%SOC快速充電<15min(10-80%)循環(huán)壽命800次(≤30°C，1C/1C循環(huán)）氧化物(LLZO氧化物(LLZO，主打)硫化物(LGPS，儲(chǔ)備)體系安全性采用固態(tài)隔膜，不易燃、不可燃。成本消除負(fù)極界面的容量損失，降低成本成本消除負(fù)極界面的容量損失，降低成本 50數(shù)據(jù)來(lái)源：wind，東吳證券研究所uSolidPower背靠寶馬集團(tuán)，主要布局硫化物路線。SP于12年成立，與寶馬、福特簽訂聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議，并獲美國(guó)空軍、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)支持，公司潛在客戶有SKI、豐田、現(xiàn)代、LG、松下與三星。公司規(guī)劃電池單體能量密度達(dá)390Wh/kg，在此基礎(chǔ)上通過(guò)替換正負(fù)極材料最高能量密度預(yù)計(jì)可達(dá)560Wh/kg，同時(shí)批量生產(chǎn)可適用傳統(tǒng)鋰離子電池產(chǎn)線。量產(chǎn)進(jìn)度方面，公司22年完成硫化物全固態(tài)中試線的安裝，并計(jì)劃26年啟動(dòng)批量生產(chǎn)。u寶馬：已從SolidPower獲得研發(fā)許可，后續(xù)將在其位于德國(guó)慕尼黑附近的電池制造能力中心建立一條固態(tài)電池的原型生產(chǎn)線，并計(jì)劃在25年之前推出第一輛基于SolidPower電池技術(shù)的原型車。uSKon：24年1月，雙方達(dá)成價(jià)值5000萬(wàn)美元的三項(xiàng)合作協(xié)議，包括授權(quán)技術(shù)研發(fā)，供貨硫化物固態(tài)電解質(zhì)，以及為SKOn安裝固態(tài)電池產(chǎn)線；雙方加速合作產(chǎn)線的建設(shè)，預(yù)計(jì)2025年完工，并已向多個(gè)潛在客戶送固態(tài)電解質(zhì)樣品，A-2樣品研發(fā)進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)年底前交付。 51