全固态电池:锂电池的下一代解决方案

来源:民生证券 分析师:邓永康,朱碧野,王一如,赵丹,李佳,席子屹,林誉韬,许浚哲
摘要:全固态电池因采用固态电解质,在抑制锂枝晶生长与穿透、具备不可燃性及拥有更高耐热极限方面显著优于液态电池。固态电解质主要分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四大类。全固态电池面临的核心问题是固固界面润湿性,包括化学/电化学界面的电化学稳定窗口窄、元素扩散和空间电荷层等问题,以及物理界面的接触不良、体积变化导致的阻抗增加等,进而引发锂枝晶生长和循环寿命缩短。政策托底,消费→低空→动力,产业化节奏明确。
关键词:固态;聚合物;硫化物;氧化物;卤化物;润湿性;负极

目录介绍

一、全固态电池的优势:高能量密度+高安全性

1、传统锂离子电池:能量密度接近上限,热失控难以根除

2、高能量密度:采用更高掺杂比例的硅基负极/金属锂负极

3、高安全性:固态电池相比传统液态电池大幅提高

二、固态电解质:硫化物是未来主流路线

1、固态电解质分类:聚合物、氧化物、硫化物、卤化物

2、聚合物电解质:界面接触性好,离子电导率过低

3、氧化物电解质:稳定性强、界面接触性差、电导率一般

4、卤化物电解质:稳定性强、界面接触性差、电导率一般

5、硫化物电解质:电导率最高,稳定性较差,潜力最大

6、硫化物电解质:国内外产业逐步趋同,硫化物成为最终方案

7、有机-无机复合固态电解质:未来的主流方案

三、核心问题:固固界面润湿性

四、其他环节变化:设备、负极、集流体是关键变量

1、干法电极:核心变量工艺

2、等静压设备:全固态新增环节

3、正极:高镍三元与高电压富锂锰基将成为优选

4、负极:中期硅基负极,远期金属锂负极

5、集流体:镍铁合金有望成为主流路线

五、产业节奏:政策托底,空间星辰大海

1、国内政策:有海外弯道超车风险,国家政策提供底层支持

2、产业节奏:消费→eVTOL→动力

六、投资建议

七、风险提示

 

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