硫化物未来潜力最大,开启电池发展新纪元

来源:东吴证券 分析师:曾朵红,阮巧燕
国内液态电池技术大幅领先于海外,海外加码全固态电池希望弯道超车,频繁宣传后续量产计划,引发国内危机意识,24年政府加大相关研发和支持力度,国内全固态电池产业化节奏加快。固态电解质是实现全固态电池性能的关键,其中硫化物发展潜力最大,因为其离子电导率最高,质地软容易加工,成为主流厂商的重点布局路线。
关键词:固态电池;电解质;硫化物;氧化物;聚合物;卤化物;消费;低空

目录介绍

一、全固态电池大幅提升安全性,突破后有望替代液态电池

1、固态电池:电池的终极技术,相当于把汽油换成沙子

2、固态电池:提升安全性+能量密度,降低循环+快充性能

3、固态电池:有诸多本质的难点,制约中期商业化进程

4、固态电池:待短板性能突破后,有望大规模替代液态电池

二、海外抢先押注全固态电池,国内加快引导行业发展

1、海外政策:抢先研发布局全固态电池,资金补贴大力推进技术落地

2、国内政策:此前市场驱动为主,24年加快引导行业发展

3、固态电池:有海外弯道超车风险,国家政策提供底层支持

4、短期:23-24年半固态陆续装车发布,带来持续性行业热度

5、中期:eVTOL为低空经济关键载体,为固态电池打开想象空间

6、长期:全固态27年小批量装车,30年后实现量产商业化

三、硫化物未来潜力最大,为主流厂商重点布局路线

1、电解质:氧化物+卤化物进展快,硫化物发展潜力最大

2、聚合物:加工性能最好,性能提升有限,已基本被淘汰

3、氧化物:稳定性最好,加工性最差,率先用于半固态

4、硫化物:电导率最高,兼具加工性能,未来潜力最大

5、卤化物:介于氧化物和硫化物之间,近一年进展相对较快

6、趋势:硫化物未来潜力最大,为主流厂商重点布局路线

四、硫化物路线存在诸多难点,带来材料/工艺/设备全新变化

1、硫化物:常用材料体系有四种,其中锂磷硫氯为主流选择

2、锂磷硫氯:固相法离子电导率高,为目前主流工艺路线

3、锂磷硫氯:前驱体硫化锂价格昂贵,目前仍无有效降本手段

4、硫化锂:主流合成工艺有三种,固相/液相法各有利弊

5、电解质:锂磷硫氯具备生产壁垒,硫化锂为量产降本核心

6、电池生产:难点在于前道成膜环节,均匀度和平整度要求大幅提

7、设备:精度和能力要求大幅提升,目前设备仍无法满足需求

8、干法:全固态电池关键工艺,设备精度/幅宽/速度仍不成熟

9、等静压:全固态使用叠片+软包,等静压设备生产效率较低

五、全固态电池取消隔膜/电解液,新增固态电解质/锂金属

1、材料变化:减少/取缔电解液的使用,增加固态电解质用量

2、正极:短期沿用三元体系,长期向高电压材料迭代

3、负极:液态向硅基负极发展,固态向锂金属负极迭代

4、锂金属:全固态电池未来标配,大幅提升能量密度

5、隔膜:短期保留并增加价值量,长期被固态电解质取代

6、材料总结:硅碳/导电剂确定性高,正极全固态受益度高

7、成本:目前成本预计超5元/wh,未来有较大的降本空间

8、空间:35年预计出货300GWh,带来材料端+设备端新增量

六、国内、海外相关公司近况更新

1、宁德时代:推出凝聚态电池,布局硫化物全固态路线

2、清陶能源:率先实现规模化量产,布局卤化物全固态路线

3、卫蓝新能源:承接物理所核心专利,主打原位固态化工艺

4、浙江锋锂:打造垂直整合业务模式,加速半固态电池量产

5、辉能科技:专注氧化物固态路线,绑定奔驰深度合作

6、丰田:专利数量一骑绝尘,26年正式量产全固态电池

7、三星SDI:具备多项关键技术,27年计划量产全固态电池

8、QS:获得大众汽车的量产协议,目标每年生产40GWh

9、SP:推进电池设计至A-2样品,执行联合开发里程碑

10、ION:中试线于24年启动,28年目标具备500MWh

七、投资建议&风险提示


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