无负极电池技术概述 - 无负极电池负极集流体表面不预置活性材料，锂离子从正极脱出后直接在集流体表面沉积与剥离，区别于传统石墨和锂金属电池 [2] - 技术优势：更高能量密度（650Wh/kg质量能量密度、1300Wh/L体积能量密度）与更低成本（简化制备流程）[5][6] - 核心问题：锂枝晶生长（导致短路）和SEI膜破裂重组（消耗活性锂）[9][10] - 解决方案：集流体改性、电解液优化、人工SEI膜构建及补锂技术引入 [16] 技术优势 - **能量密度提升**：金属锂理论比容量3860mAh/g，放电电压平台-3.04V，显著高于传统锂离子电池 [5] - **轻量化与小型化**：相比金属锂电池（500Wh/kg、1200Wh/L），无负极电池减重减厚 [5] - **成本降低**：减少金属锂用量，简化生产流程 [6] 技术挑战 - **锂枝晶问题**：锂沉积不均匀导致枝晶生长，可能刺破电解质膜引发短路 [9] - **SEI膜稳定性**：金属锂还原性强，与电解质反应生成的SEI膜易破裂重组，消耗活性锂 [10] 解决方案 - **集流体改性**： - 三维多孔结构（如比亚迪专利中40-60wt%孔隙率）增加比表面积，优化电流密度分布 [17][30] - 亲锂性表面修饰（掺杂锂、钠、镁等元素）降低成核势垒，引导锂离子均匀沉积 [18][30] - **电解液优化**：高浓度电解液或固态电解质减少副反应 [16] - **人工SEI膜**：构建稳定界面层提升离子电导率，抑制副反应 [16] - **补锂技术**：提升首次库伦效率，缓解死锂问题 [16] 产业进展 - **宁德时代**： - "自生成负极"技术使体积能量密度提升60%、质量能量密度提升50% [25] - 纳米级界面层提升离子传导速度100倍，锂沉积粒径增大10倍，副反应消耗降低85% [25] - **比亚迪**： - 多孔海绵状集流体设计，亲锂性梯度增强，优先引导锂离子底部沉积 [30] - 专利实施例显示无枝晶沉积（对照例存在枝晶问题）[29][30] 图表数据 - 无负极电池体积占比示意图显示厚度优化（145µm vs 175µm传统电池）[7][8] - 锂枝晶形成三阶段：SEI膜不均→成核→枝晶穿透 [13] - 宁德时代技术参数：离子消耗速率降低90%，存储性能提升300% [25]

行业投资评级 - 报告未明确提及行业投资评级 [1][2][3][5][6][7][8] 核心观点 - 无负极电池技术通过直接在集流体表面沉积锂离子，实现更高能量密度（650Wh/kg质量能量密度和1300Wh/L体积能量密度）和更低成本，但需解决锂枝晶生长和SEI膜破裂重组导致的死锂问题 [8][15][19][23] - 宁德时代"自生成负极"技术通过纳米级界面层提升离子传导速度100倍，沉积粒径提升10倍，循环寿命显著增强，体积能量密度提升60%，质量能量密度提升50% [40] - 比亚迪无负极专利采用多孔海绵状集流体（孔隙率40-60wt%），亲锂性梯度增强设计，引导锂离子优先底部沉积，抑制枝晶生长 [46] - 中一科技专利布局锂-铜一体化复合负极材料，通过锂合金层和碳层结构抑制枝晶生长，减少阻抗，改善电化学性能 [65] 无负极技术概念 - 技术定义：无负极电池负极集流体表面不预置活性材料，锂离子直接从正极脱出沉积于集流体表面，区别于传统锂离子电池（石墨负极）和锂金属电池（预置锂箔） [12][14] - 核心优势： - 能量密度：放电电压平台高于传统锂离子电池，质量/体积能量密度分别达650Wh/kg和1300Wh/L，显著优于金属锂电池（500Wh/kg，1200Wh/L） [15] - 成本：简化制备流程，降低金属锂用量 [15] - 技术瓶颈：锂枝晶生长导致短路风险，SEI膜破裂重组消耗活性锂离子 [19][23] - 解决方案：集流体改性（三维结构/亲锂涂层）、电解液优化（高浓度/固态电解质）、人工SEI膜构建、补锂技术引入 [25][27] 产业进展 - 宁德时代技术突破： - 自生成界面保护层降低副反应消耗85%，活性离子渗透率降低93%，电池存储性能提升300% [40] - 比亚迪专利创新： - 多孔集流体掺杂锂/钠/镁等亲锂金属元素，降低电化学反应动力学壁垒，实施例显示表面无枝晶沉积（对比例存在明显枝晶） [45][46] 相关标的 - 中一科技： - 产品结构：锂电铜箔（6μm及以下为主）和电子电路铜箔（8-210μm），应用于新能源汽车/储能/消费电子领域 [55] - 财务表现：21-25年Q1营收CAGR达30%，25年Q1毛利率回升至5% [57][59] - 技术储备：锂-铜复合负极材料专利通过合金层和碳缺陷位协同抑制枝晶，提升循环稳定性 [65]