国泰海通|新能源:固态电池正负极&集流体发展方向
国泰海通证券研究·2025-08-27 22:35
固态电池技术发展趋势 - 固态电池因高能量密度和高安全性被视为下一代锂电池发展方向 [1] - 固态电解质主要包括氧化物、聚合物、卤化物和硫化物,其中硫化物可能成为全固态电池主要电解质选择 [1] 正极材料演进路径 - 正极向高电压高比容量方向发展,初期采用高镍三元材料,未来重点发展富锂锰基、超高镍和镍锰酸锂材料 [1] - 富锂锰基理论克容量达320mAh/g,电压平台3.7V-4.6V,显著高于传统三元和磷酸铁锂材料 [1] - 富锂锰基原材料成本比三元低15-20%,瓦时成本接近磷酸铁锂 [1] 负极材料发展路线 - 短期(能量密度400Wh/kg前)以硅碳负极为主,后续锂金属负极将成为主流 [2] - 锂金属负极理论比容量3860mAh/g远超石墨负极372mAh/g,具有最低电化学势(-3.04V vs标准氢电极)和较小密度(0.534g/cm³) [2] - 锂金属制备主要采用压延法,未来气相沉积法(蒸镀工艺)将推动产业化应用 [2] 集流体技术突破方向 - 多孔铜箔可抑制锂枝晶生长,提升固态电池安全性和循环寿命 [2] - 针对硫化物电解质腐蚀问题,镍基集流体和不锈钢集流体成为替代方案 [2] 技术演进逻辑 - 正极材料向高电压高比容量演进匹配固态电池安全性和电化学窗口提升特性 [1] - 负极材料从硅碳向锂金属过渡以实现更高能量密度目标 [2] - 集流体技术需同步适配锂金属负极和硫化物电解质体系要求 [2]