行业投资评级 - 行业评级为看好 [2] 核心观点 - 固态电池具备本征安全性与极高能量密度 有望成为动力电池终极技术路线 [3] - 硫化物全固态电池为当前国内外最重视路线 预计国内在2027年突破电解质技术链 2030年迈向规模化 [3] - 国内政策大力支持固态电池发展 电池和新能车龙头全面布局 [3] 固态电池综述 - 全固态电池采用固态电解质替代传统电解液 可大幅降低电池内部短路的风险 具备本征安全性与极高能量密度 [18] - 硫化物全固态电池发展路线：2025-2027年重点攻克石墨/低硅负极硫化物全固态电池技术链 向长寿命大倍率方向发展 2027-2030年重点攻关高容量硅碳负极 2030-2035年重点攻关锂负极 [22] - 预计到2030年全球全固态电池出货量将达180GWh [21][23] - 全固态电池作为最具前景的新一代电池技术 中国及欧美日韩纷纷布局 [27] - 国内头部电池厂和整车厂争相布局 产业层面多认为2027年为小规模生产节点 [28] 固态电解质 - 无机物电解质(硫化物、氧化物、卤化物)具备高离子电导率和宽电化学窗口优势 尤其硫化物路线为当前热点 [32][33] - 聚合物电解质柔韧性好 可改善界面接触 但室温离子电导率较低 [32][33] - 复合物电解质可结合无机和有机物电解质两者优势 远期有望成为最佳路线 [32][33] - 硫化锂成本降低至50万元/吨是实现产业化的关键拐点 对应硫化物电解质的成本有望降至30万元/吨区间 [39] - 硫化物固态电解质成本30万元时 占电芯BOM成本比重约34% [36][37][39] - 卤化物固态电解质具有远优于硫化物的正极稳定性 产业通过正极改性或与硫化物复合进行应用 [44] 正极材料 - 高镍三元将是未来较长时间内全固态电池的正极首选 [50] - 单晶高镍相比多晶高镍三元与硫化物电解质冷压组合时保持结构完整 高电压下体积应变小 [47][50] - 小颗粒尺寸单晶兼具高倍率和高容量 缓解体积应变 增强固-固界面接触 [50] - 超高镍三元需引入铝(Al)等实现高熵元素掺杂 提升界面接触和循环稳定性 [50] - 通过正极包覆形成缓冲层 防止高电压三元正极材料和硫化物固态电解质直接接触 [50] - 厦钨新能、容百科技、当升科技等老牌三元正极厂商已推出适配固态电池的改性高镍三元正极材料 实现小批量出货 [48][50] - 富锂锰基放电比容量有望超过250mAh/g 能量密度超过1000Wh/kg [55] - 富锂锰基正极材料低首效、寿命短、倍率差、结构脆弱等问题正通过ALD表面包覆、电化学退火、单晶化等技术逐步解决 [55] - 富锂锰基是正极材料圣杯 正处实验室向产业化的0-1节点 预计2030年后规模化应用 [55] - 容百科技、当升科技、厦钨新能开发进度领先 [53][55] 负极材料 - CVD硅碳负极兼具性能和成本优势 有望成为全固态电池未来较长时间的首选负极材料 [57][61] - 生产单吨CVD硅碳负极消耗约0.5吨多孔碳及0.7吨硅烷 [61] - 2025年初硅烷跌至10万元/吨以下 生物质类多孔碳跌至15万元/吨以下 生物质基CVD硅碳负极原材料成本相比2024年初已降低40%至20万元/吨 [61] - 据GGII 2024-2030年中国锂电硅基复合材料出货量预计从2.1万吨增长至30万吨以上 6年CAGR超过56% [58][61] - 锂金属负极具有超高理论比容量(3860mAh/g)和能量密度 结合固态电解质本征安全性 有望成为固态电池的终极负极 [62][66] - 锂金属负极制备主要有压延法、蒸镀法、熔融法三种路线 [65][66] - 固态电解质选择包括氧化物电解质和硫化物电解质+界面改性两种路径 [66] 集流体 - 传统铜集流体与硫化物电解质界面易遇水腐蚀 需在铜箔表面镀镍进行防腐 [69][73] - 针对硅碳负极充放电过程体积膨胀率大的问题 多孔铜箔能够缓解膨胀应力 [69][73] - 诺德股份和嘉元科技推出适配固态电池的耐高温双面镀镍铜箔并送样 [72][73] - 多孔铜箔还具备轻量化、电阻低、抑制锂枝晶生长等特性 [72][73] - 诺德股份、德福科技和三孚新科均有布局多孔铜箔 进入小批量送样测试阶段 [72][73] - 镍与硫化物难反应 有望成为硫化物固态电池的可选负极 [74][79] - 纳米多孔镍弹性柔度高 能有效缓解锂枝晶生长 使得硫化物+锂金属负极成为可能 [74][79] 其他材料 - 单壁碳纳米管具备卓越的导电性和柔性网络结构 可显著提升硅碳负极循环、倍率及首效 以及改善固态电池界面接触 [82][85] - 在硅基负极中添加0.1wt%单壁碳管即可提升20%容量保持率 同时降低界面阻抗40% [85] - 2024年中国单壁碳纳米管浆料出货突破10吨级 [84][85] - 全球实现吨级生产的只有OCSiAl、天奈科技及道氏技术 [84][85] - UV打印是胶框印刷路线之一 首先用激光在极片上制造凹槽 然后在槽内注入可通过紫外光快速固化的绝缘胶(UV胶) [88][90] - 德龙激光的极片制痕绝缘设备已获得行业头部客户订单 [90] - 松井股份的材料、工艺设备一体化电芯绝缘UV喷墨打印样板工程已成功交付 [90] - 骨架膜能够缓解锂枝晶生长和硅碳负极膨胀产生的应力从而增强界面接触 [92][95] - 星源材质、长阳科技、恩捷股份等已布局骨架膜产品 [94][95] 投资建议 - 建议关注各细分材料环节布局领先的龙头企业 [8][99] - 电解质环节关注天赐材料、恩捷股份、新宙邦等 [99] - 硫化锂环节关注厦钨新能、上海洗霸、华盛锂电等 [99] - 正极环节关注容百科技、当升科技、湖南裕能等 [99] - 负极环节关注贝特瑞、璞泰来、尚太科技等 锂金属负极环节关注赣锋锂业、天铁科技、英联股份等 [99] - 集流体环节关注嘉元科技、诺德股份、远航精密等 [99] - 其他材料环节关注单壁碳纳米管的天奈科技、道氏技术、捷邦科技 UV胶的松井股份 骨架膜的星源材质、恩捷股份、长阳科技 电解质粘结剂的海辰药业等 [99] - 同时建议关注终端龙头进展：宁德时代、国轩高科、亿纬锂能等 [99]