固态电池行业研究关键要点 行业与公司 * 行业聚焦于固态电池技术发展 包括正负极材料、集流体和电解质 [1][9] * 涉及公司包括正极材料领域的厦钨新能、容百科技、丹森科技和振华新材 负极材料领域的天铁科技、英联股份、道氏技术和中毅科技 集流体领域的嘉元科技、诺德股份、中一科技和永航精密 [9] 核心观点与论据 固态电池优势与挑战 * 固态电池主要优势为安全性和高能量密度 固态电解质替代可燃液态电解质提升安全性 能量密度理论上可超过500瓦时每千克 但面临固态电解质离子电导率低和固固界面性能差的技术瓶颈 目前半固态电池已量产 全固态电池仍处技术攻关阶段 [1][2] 正极材料发展方向 * 正极材料向高比容量和高压平台演进 短期内高镍三元材料主导市场 2030年后富锂锰基和镍锰酸锂等新型材料兴起 富锂锰基理论克容量320毫安时每克 电压平台3.7伏至4.6伏 瓦时成本未来可能接近磷酸铁锂 镍锰酸锂具4.7伏高压平台 成本低于磷酸铁锂 [1][3][4] 负极材料演变路径 * 2030年前硅碳负极成为主流 理论比容量4200毫安时每克 是石墨负极10倍 但存在体积膨胀问题 通过碳包覆和金属氧化物包覆技术优化 添加比例有望提升至30%以上 500瓦时每千克以上能量密度阶段将转向锂金属负极 理论比容量3860毫安时每克 [1][5] 锂金属负极挑战与解决方案 * 锂金属负极面临无限体积膨胀、死锂和枝晶生长引发短路风险 理想厚度为5~6微米 主流压延法产品厚度普遍超过20微米 蒸镀工艺能控制沉积厚度、防止枝晶、提高纯净度并增强结合力 减少循环损伤 [1][6] 集流体发展趋势 * 多孔铜箔适配锂金属负极固态电池 具快充性能、高能量密度和抑制枝晶能力 但硫化物电解质易腐蚀铜箔 未来可能转向镍基或不锈钢集流体 镍基集流体为镍铁合金 表面氧化层隔绝硫离子腐蚀 机械强度高于铜 不锈钢集流体由东洋钢板公司开发 三星SDI预计2027年前量产 [1][7][8] 硫化物电解质应用挑战 * 硫化物电解质与铜集流体反应生成硫化亚铜或硫化铜 导致电子传导阻断和界面失效 镍基和不锈钢集流体成为替代方案 镍基集流体表面致密氧化层避免副反应 维持结构完整性和导电性 [8] 行业发展趋势与投资建议 * 固态电池行业发展趋势为设备先行 其次硫化物电解质 再到第一代固态电池生产 2027年预计小批量量产 正极关注高电压、高比容材料如富锂锰基、超高镍、镍锰酸锂 负极在400瓦时每千克前依赖硅基负极 之后转向锂金属负极 [9] 其他重要内容 * 蒸镀工艺作为气相沉积法 能增强锂金属负极的致密性及均匀性 减少副反应 [6] * 多孔铜箔通过特殊结构设计提升安全性与循环寿命 并减轻集流体重量 [7] * 日本东洋钢板公司2024年底开发专用于全固态电池的铁箔及铁镍合金箔产品 [8]