行业投资评级 - 行业评级为“强于大市”,并维持该评级 [1] 报告核心观点 - 发展固态电池已成为行业共识和全球竞争赛点,是公认的颠覆性技术,目标是实现高比能和高安全性 [3][6] - 行业发展的共识是减少液态电解质含量,提升固态电解质占比,逐步实现固态化 [3][6] - 固态电池的发展将颠覆现有材料体系和装备体系,迫使全球企业和研究团队展开新一轮创新竞争 [3][6] - 国内外企业一致预期2027年实现小批量生产和工艺定型是关键时间节点 [3] - 2026年将进入设备定点和定型的关键时期 [3] 全球发展进程与产业阶段 - 传统液态锂离子电池能量密度已接近理论极限300Wh/kg,难以满足更高要求 [6] - 从专利申请趋势看,全球固态电池专利申请从2011年开始明显加速,2020-2022年达到高峰 [10] - 日本和美国发展较早,2000-2020年日本专利申请数占比断层领先 [10] - 中国从2020年开始发力,专利申请占比快速反超 [10] - 中国对固态电池的基础研究始于20世纪70年代,2014年率先提出原位固化技术,2024年有报道称可能投入60亿元鼓励研发 [16] - 2025年国内企业基本建成或在建全固态电池中试线,单体容量2070Ah,能量密度350-500Wh/kg [30] - 国内企业计划2026年左右启动装车测试,2027年实现小批量出货 [30] - 海外企业装车测试进展更快,主要由车企与电池企业深度绑定形式展开 [34] - 在各国专项补贴刺激下,海外企业预计2026-2027年会有GWh级别量产线建成投产 [34] 材料体系分析 - 全固态电池将颠覆现有材料体系,核心增量环节是硫化物/氧化物/卤化物/聚合物固态电解质 [3] - 能量密度的提升依赖高镍/富锂锰基正极、锂金属/硅碳负极的性能突破和应用 [3] - 工艺落地需要粘结剂、骨架材料、新型集流体等的配合,对导电剂、铝塑膜等的应用也会提升 [3] - 硫化物电解质是降本和量产的瓶颈,主要难点在于硫化锂成本高、工艺放大难 [3] - 固态电解质主要分为有机聚合物基、无机陶瓷基和复合型,无机陶瓷基包括氧化物、硫化物、卤化物等体系 [46][47] - 硫化物电解质离子电导率最高(10^-310^-1 S/cm),机械性能较好,但对水汽敏感,易产生H2S,界面阻抗高 [46][47] - 氧化物电解质离子电导率较低(10^-610^-3 S/cm),空气稳定性相对好,但机械性能较差 [46][47] - 聚合物电解质机械性能好、加工成本低,但室温电导率低(10^-510^-2 S/cm),无法适配高电压正极 [46][47] - 硫化物电解质合成方法主要有机械球磨法、高温固相反应法和液相合成法 [55] - 硫化锂的制备是核心瓶颈,要求碳含量<0.1%、水分含量≤100 mg/kg、金属杂质含量<100 mg/kg等 [67] - 负极材料是提升能量密度的关键,锂金属负极理论比容量高达3860mAh/g,但存在枝晶、体积膨胀等问题 [69][71] - 硅基负极理论比容量高达4200mAh/g,但存在体积膨胀问题,常与石墨掺混使用 [69][71] - 锂金属负极生产工艺包括相对成熟的固相压延法,以及气相法、液相法和电沉积法等 [72][74] 设备体系变化 - 从第一性原理出发,干法电极是固态电池的优选方案,能实现厚电极、减少能耗、提高压实密度、减少副反应,将颠覆传统前道设备工艺 [3] - 等静压设备是解决界面接触问题的高壁垒增量环节,有别于传统锂电设备 [3] - 裁切、叠片、胶框印刷、激光切割、焊接、化成分容、检测环节也有增量变化 [3] - 设备投资建议关注绑定核心电池厂和主机厂的设备企业 [3] 投资建议与关注主线 - 主线1:关键材料 - 硫化物电解质环节关注:当升科技、国瓷材料、容百科技、泰坦股份、道氏技术等 [3] - 硫化锂环节关注:上海洗霸、厦钨新能、恩捷股份、海辰药业、华盛锂电、光华科技等 [3] - 锂金属负极环节关注:中一科技、天铁科技、道氏技术、英联股份等 [3] - 硅碳负极环节关注:璞泰来、贝特瑞、杉杉股份、元力股份、道氏技术等 [3] - 辅材环节关注:博苑股份、日播时尚、海辰药业、松井股份、天奈科技等 [3] - 集流体环节关注:德福科技、诺德股份、嘉元科技、中一科技、远航精密等 [3] - 主线2:设备先行,关注固态电池增量设备 - 关注:先导智能、纳科诺尔、宏工科技、联赢激光、利通科技、锡装股份、科新机电、荣旗科技、海目星、星云股份、信宇人、德龙激光、曼恩斯特、璞泰来、利元亨、赢合科技、奥特维等 [3] - 主线3:差异化竞争的电池企业 - 关注:宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、欣旺达、孚能科技、金龙羽、豪鹏科技、珠海冠宇、德尔股份、冠盛股份等 [3]
固态电池深度研究报告:电池变革重要赛点,材料设备全新颠覆