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创造财富担当责任 股票代码：601881.SH06881.HK 固态电池深度报告 群雄逐鹿锂电终局技术，发力新材料加速产业化 2023.03.30 目录 一 固态电池是锂电技术的终极形态 二 固态电解质是破局关键，半固态电池成优选方案 三 全球加快布局，开发主体、选择路线均存在差异 四 国内玩家百舸争流，全产业链齐发力 五 综述与投资建议 六 风险提示 创 造 财 富 / 担 当 责 任 固态电池是锂电技术的终极形态 01 创 造 财 富 / 担 当 责 任 锂离子电池发展历史 • 锂离子电池发展已有30多年历史。“锂电池之父”斯坦利·惠廷汉姆于1976年提出最早的锂二次电池雏形：正极材料使用硫 化钛，负极使用金属锂并且使用含锂盐的电解液。其意义更多在于确立了锂电池基本原理。但由于电池安全性、稳定性等不 理想，始终无法商用。1980年古迪纳夫开发了钴酸锂、磷酸铁锂以及锰酸锂三大正极材料，奠定了现在主流正极材料体系。 1991年吉野彰摆脱负极锂金属限制，创新性使用石墨作为负极，进而开发了第一个商用锂离子电池。 图1：锂离子电池发展历史 创 造 财 富 / 担 当 责 任 数据来源：智慧芽, 中国银河证券 4 体系成熟 • 锂离子电池材料体系成熟，各类产品应用场景基本确定。据中科院研究员李泓报告，钴酸锂电池体积能量密度在600-1000Wh/L， 适合应用于消费电子领域；而高端电动汽车领域，偏向于质量能量密度更高的三元电池；储能领域，偏向于安全性、成本优势 更突出的磷酸铁锂电池。但面对未来综合要求更高的应用场景（航空航天、国防军工等），液态锂离子电池体系已出现瓶颈。 图2 ：主流锂离子电池正负极体系及应用场景 图3 ：三大主流锂电池产品类型对比 数据来源： 《固态电池》李泓，中国银河证券 数据来源： 《Current Li-Ion Battery Technologies in Electric 创 造 财 富 / 担 当 责 任 Vehicles and Opportunities for Advancements》 ，中国银河证券 5 能量密度瓶颈 • 中长期政策目标偏高。 《中国制造2025年》提出的电池技术目标是2020 、2025年分别达300Wh/kg 、400Wh/kg ；而中科院研 究院吴娇杨等统计表明1991-2015年能量密度已提升3倍，GAGR约3%，按线性推算2020 、2025年能量密度仅能达到300Wh/kg 、 320Wh/kg 。但是从实际技术发展情况看，现在的锂离子电池能量密度增速明显放缓并接近理论极限。 • 能量密度增速放缓，主流材料体系已接近极限。据中科院院士孙世刚，磷酸铁锂、三元电池能量密度分别小于200Wh/kg 、 300Wh/kg （负极石墨），目前这些主流产品均已接近能量密度天花板。据Enpower统计，Tesla Model 3使用松下2170 电池近 260Wh/kg ，改用高镍正极产品的4680 电池能量密度可达283Wh/kg ，明显低于政策目标及线性预测结果。