01產(chǎn)業(yè)驅動因素
①固態(tài)電池出貨量有望增長60倍
固態(tài)電池落地成為行業(yè)共識。
當前,比亞迪、國軒高科、一汽集團的60Ah車規(guī)級半固態(tài)電芯已下線,能量密度達350-400Wh/kg,節(jié)奏預期早了約半年。
同時多家主流車企計劃推出搭載固態(tài)電池的新車型,其中全固態(tài)電池有望于2027年前后實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
行業(yè)預計2025-2030年,全球固態(tài)電池出貨量將由10GWh增長至614.1GWh,增量空間達到61倍。
②固態(tài)電解質迎重大突破
就在近日,固態(tài)電池核心材料電解質領域取得重要進展。
清華大學化工系團隊開發(fā)出一種新型含氟聚醚電解質(聚合物電解質),為開發(fā)固態(tài)電池提供了新的思路與技術支撐。
業(yè)內人士表示,固態(tài)電池在實際應用過程中仍面臨兩大難題:一是兩類固體材料之間因剛性接觸存在接觸不良等問題;二是電解質難以在寬電壓窗口下同時兼容,高電壓正極與強還原性負極的極端化學環(huán)境。
在此基礎上,我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)勢必將迎來持續(xù)發(fā)展。
02產(chǎn)業(yè)全景圖
03上游產(chǎn)業(yè)鏈
今天我們具體來看一下固態(tài)電池最核心的材料,電解質及其產(chǎn)業(yè)鏈。
03-1電解質原材料
據(jù)悉,電解質成本在一定程度上制約了固態(tài)電池的規(guī)模化發(fā)展,其中原材料成本正是核心。
固態(tài)電解質主要包括硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物4類。
以硫化物為例,其原材料成本占到了80%。
其中硫化鋰占到了大部分,其純度是比較重要的衡量指標,其次是硫化二磷、氯化鋰等。
另外,氧化物電解質適用于半固體電池,其電解質材料中氫氧化鋰成本占比是最高的,其次是氧化鋯、氧化鑭等,主要是因為氧化物電解質也有不同的體系/結構。
再有聚合物電解質,主要由高分子聚合物基體(聚氧化乙烯、聚丙烯腈等)、鋰鹽及添加劑構成。
鹵化物電解質主要使用稀土或鋯基(含鋯鹵化物)、氯基(氯化鋰)等原料進行合成。
總體來說,固態(tài)電池電解質會用到大量金屬,尤其是鋰,然后是鍺、鋯、鈦、鑭等。
03-2相關標的
①廈鎢新能:鋰電正極材料供應商,當前4N級硫化鋰已實現(xiàn)量產(chǎn),先發(fā)優(yōu)勢明顯。
②贛鋒鋰業(yè):全球最大的金屬鋰以及國內最大的鋰化合物供應商,目前已布局5N級硫化鋰。
③當升科技:鋰電正極材料龍頭,卡位固態(tài)電池硫化物電解質、正極材料等多種材料供應。
④璞泰來:鋰電池材料供應商,目前已完成氧化物電解質LATP(磷酸鋁鈦鋰)和LLZO(鋰鑭鋯氧)的中試。
⑤三祥新材:鋯系列材料領軍企業(yè),其中鋯基材料是氧化物與鹵化物電解質的關鍵原料,公司氧化物電解質已完成中試線設計,鹵化物電解質實現(xiàn)小批量供貨。
04中游產(chǎn)業(yè)鏈
04-1硫化物
前面我們說到,固態(tài)電池(電解質)有多種技術路線,我們分別來看一下。
首先是硫化物固態(tài)電池,其是當前布局最廣的技術路線之一。
硫化物的主要優(yōu)點是電導率較高(對電流的傳導能力),同時兼具機械性能和延展性,被認為是最理想的固態(tài)電解質材料。
具體來說,硫化物電解質又分多種形態(tài),其中鋰硫銀鍺礦結構(代表是鋰磷硫氯)因低成本、合成簡單、電化學穩(wěn)定性成為主流。
對于硫化物來說,電化學設計和制備工藝構成其技術壁壘。
電化學設計是通過氧摻雜、包覆層等方案,對電解質電化學窗口較窄、界面性差等問題進行改進。
制備工藝則一致性要求高,工藝放大難度高,目前主要有固相法(機械法、固相燒結法)和液相法兩種,各有優(yōu)劣。
另外,固態(tài)電解質一般為電解質膜,即其成膜工藝也很重要,硫化物電解質膜的制備方法包括濕法和干法,其中濕法更普遍,干法是新興工藝,和正負極材料制備有異曲同工之處。
04-2氧化物
氧化物是另外一類重要的技術路線布局,主要優(yōu)勢是電導率適中且穩(wěn)定性強、制備成本低。
當然,因為其還存在界面相容性較差,所以主要用于保留液態(tài)電解質浸潤的半固態(tài)電池中。
具體來說,氧化物電解質主要分為NASICON結構、石榴石結構、鈣鈦礦結構、非晶態(tài)結構等,制備方法包括固相法、溶膠凝膠法、共沉淀法等(也是干法或濕法),整體制備難度適中。
另外,因具有陶瓷特性,氧化物電解質采用結合顆粒沉積+燒結的方式成膜,或采用流延成型的濕法工藝。
對于氧化物電解質來說,有關原材料的降本將是核心。
04-3鹵化物和聚合物
其他兩類技術路線為鹵化物和聚合物,二者其實也各有優(yōu)缺點。
聚合物電解質具有機械加工簡單、界面兼容性好等優(yōu)勢,目前主要與氧化物/硫化物/鹵化物混用。
鹵化物電解質則在有高電導率、電化學氧化穩(wěn)定性等優(yōu)勢,且鋯基材料成本低,甚至被認為是下一代固態(tài)電池突破方向(硫化物之后)。
因此鹵化物電池雖然目前發(fā)展較慢,但其關注度卻在提升。
目前市場對鹵化物電解質的研究從單純提升離子電導率,逐步轉向低成本和合成工藝方向探索。
其中制備工藝是核心,通過水介質合成法生成的含鋯鹵/氯化物固態(tài)電解質有望成為商業(yè)化量產(chǎn)首選。
整體來說,有關機構預測2030年我國硫化物、氧化物、聚合物固態(tài)電池出貨量有望分別達到84GWh、257GWh 和55GWh,鹵化物電池的落地可能要晚一些。
04-4相關標的
①寧德時代:動力電池市占率連續(xù)多年排名全球第一,全固態(tài)電池布局硫化物、鹵化物路線,預計2027年小批量量產(chǎn)。
②比亞迪:電池、整車一體化廠商,布局硫化物、鹵化物路線,預計2027年小批量量產(chǎn)。
③國軒高科:完成國內首條固態(tài)電池中試線,主要布局硫化物路線。
④欣旺達:動力電池裝車量國內前五,計劃在2026年初步建成全固態(tài)電池生產(chǎn)線。
⑤億緯鋰能:計劃于2026年推出高功率全固態(tài)電池,布局硫化物和鹵化物路線。
05下游產(chǎn)業(yè)鏈
05-1新能源車
無論哪種技術路線,固態(tài)電池下游需求都是一樣的。
其中最核心的當然是新能源汽車。
最終固態(tài)電池能量密度超過500Wh/kg,助力新能源汽車達到1000公里續(xù)航、6C超快充。
有機構預測,2024年我國新能源汽車銷量達到了1286.6萬輛,預計未來幾年仍將維持約20%的復合增長態(tài)勢,到2028年達到2500萬輛左右。
那么其背后便有著較高的動力電池以及固態(tài)電池需求。假設到2030年新能源車銷量達到3400萬輛,固態(tài)電池滲透率達到20%,其固態(tài)電池需求量便有望達到682GW,占到預估總需求的88%。
05-2儲能、低空等
固態(tài)電池應用在儲能領域,提升其循環(huán)壽命,理論可達6000次以上,被認為是新一代儲能技術。
另外在消費電子領域,固態(tài)電池可以提升體積密度約40%,實現(xiàn)終端輕薄化,還有低空經(jīng)濟、人形機器人等都有望應用。
其中儲能電池市場空間同樣很大,只不過相比動力電池滲透率發(fā)展更慢一些,其次是低空經(jīng)濟領域,固態(tài)電池將隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)滲透。
06發(fā)展趨勢
總的來說,作為下一代鋰電池的迭代技術,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)已進入快速發(fā)展階段,且發(fā)展空間巨大。未來固態(tài)電池還將不斷實現(xiàn)降本、技術突破,以實現(xiàn)對下游應用的快速滲透。
#固態(tài)電池、#儲能、#低空經(jīng)濟
以上分析不構成具體投資建議。股市有風險,投資需謹慎。
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