固态电池深度：性能全面革新，材料体系迎来增量.pptx

证券研究报告

性能全面革新，材料体系迎来增量

——固态电池深度

行业评级：看好

2024年5月5日;

1、固态电池的材料体系主要采用高比能电极材料和固态电解质，路线包括聚合物和无机固态电解质

?固态锂电池是一种采用固体电极和固体电解质的锂离子电池，电池负极未来可以用锂金属替代石墨和硅作为原材料。其中固态电解质是固态锂离子电池的核心组成部分，可同时作为电池的隔膜以及电池的电解质，根据电解质的不同，主要可分为聚合物固态电解质和无机固态电解质。前者代表性的体系是PEO聚环氧乙烷；后者是氧化物、硫化物和卤化物体系。

2、固态电池的优势包括高安全性、高能量密度、轻量化、高循环寿命和宽工作温度范围等

?(1)高安全性：对于液态锂电，热失效原理包括碳酸酯类低沸点组分易燃易挥发；高温下电解液与正负极反应，产生气体；聚乙烯膜易熔融，低温易皱缩。而固态锂电的固态电解质的熔沸点很高，而且无液态电解液，因而无燃烧热源。(2)低温性：固态电池具备宽温域，范围为-30°C到100°C。(3)轻量化：在液态锂电池中，隔膜和电解液合计占据电池近40%的体积和25%的质量，在被固态电解质取代后，电池的厚度可以大幅降低，同时安全性提高后，可以省去电池内部的温控组件，进一步提高体积利用率。(4)高能量密度：固态电池的正负极均采用高比能电极材料，且轻量化后，可大幅度提升体积及质量能量密度。(5)长循环寿命：固态电池克服了锂枝晶现象，不需要承受液态电解质中的化学物质带来的电极生锈或电解质中固态层的积累而降低电池寿命，理想状态下固态电池循环性能可以达到45000次左右。

3、国内企业在氧化物路线进展较快，目前已有半固态电池的装车和量产

?国汽战略院预计2030年左右实现全固态电池和搭载车辆的小规模量产，而半固态电池基于高安全性、与现有产线的高兼容性以及良好的经济性，成为当下液态电池向全固态电池的过渡方案。在中国，卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业、辉能科技、力神电池、山东金启航等企业主要研发方向为以氧化物材??为基础的固液混合技术路线，目前半固态电池已经实现装车，东风汽车、赛力斯、蔚来、上汽集团等已有相关的产品推出市场，其中蔚来汽车已经量产装车150kWh半固态电池，上汽集团旗下搭载清淘能源半固态电池的智己L6也将进入大规模量产阶段。

4、投资建议：半固态量产在即，各环节迎来增量

?半固态电池先行量产，各环节企业加速布局，建议关注固态电池潜在企业：宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、赣锋锂业、孚能科技、国轩高科、普利特；超高镍正极材料：容百科技、当升科技、厦钨新能、中伟股份、格林美；硅基负极材料：贝特瑞、杉杉股份、元力股份、翔丰华；固态电解质及上游材料：东方锆业、当升科技、上海洗霸、金龙羽、瑞泰新材。;

风险提示

1、半固态和固态电池产业化进度不及预期。当前半固态和固态电池仍有较多技术难点和降本困难，产业化进度可能不及预期。

2、上游原材料价格波动风险。固态电池产业链与技术尚未发展成熟，电解质、更高比能正负极等关键材料采用贵金属如果上游原材料价格波动较大，将会影响固态电池技术的发展速度。

3、技术路线发生变更风险。固态电池是锂电池新技术众多选择之一，如果其他路线的新技术进展较快，会导致固态电池的应用减慢；或者如果固态电池的材料体系发生变化，会导致部分环节的市场需求发生变化，进而影响该环节的企业。;

固态电池：材料体系多重升级，

性能全面革新

产业进展：国内主攻氧化物，半固态量产装车先行

投资建议：半固态量产在即，各环节迎来增量;;

?传统锂离子电池包括正极、负极、电解液、隔膜四大组成部分，而固态锂电池是一种采用固体电极和固体电解质的锂离子电池，不使用有机电解液和塑料类高分子隔膜，电池负极未来可以用锂金属替代石墨和硅作为原材料。

?按照电解质固液比例的不同，固态电池可简单分为半固态、准固态和全固态三种，固态电解质比例依次上升。半固态电池基于高安全性、与现有产线的高兼容性以及良好的经济性，成为当下液态电池向全固态电池过渡的最优选择。

图：固态电池的内部结构;;

1.2电解质：类型包括无机固态和聚合物固态，性能各有优劣

图：几类固态电解质的性能对比

无机固态-氧化物

?优点：机械和热稳定性好；

?缺点：离子电导率低、界面问题严重。

无机固态-硫化物

?优点：离子电导率高，高柔韧性；

?缺点：稳定性差、成本高，电化学窗口窄。

无机固态-卤化物

?优点：高柔韧性，