基礎化工行業(yè)深度報告：固態(tài)鋰電池方興未艾高性能材料有望迎新發(fā)展機遇-開源證券

請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明1/35 基礎化工jinyiteng@l發(fā)展高比能量、長續(xù)航電池的必行之路，固態(tài)鋰電池方興未艾 36%24%12% 0%-12%-24%2024-012024-052024-092025-01數(shù)據(jù)來源：聚源《下游需求投產(chǎn)加速，或加劇燒堿、乙二醇供需緊平衡態(tài)勢—化工行業(yè)周《滌綸長絲供應縮減支撐價格運行堅挺，丙烯酸及酯價格延續(xù)高位—行業(yè)《原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案出臺，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級及新材料產(chǎn)業(yè) 36%24%12% 0%-12%-24%2024-012024-052024-092025-01數(shù)據(jù)來源：聚源《下游需求投產(chǎn)加速，或加劇燒堿、乙二醇供需緊平衡態(tài)勢—化工行業(yè)周《滌綸長絲供應縮減支撐價格運行堅挺，丙烯酸及酯價格延續(xù)高位—行業(yè)《原材料工業(yè)優(yōu)化升級行動方案出臺，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級及新材料產(chǎn)業(yè)受益標的：奧克股份、東岳集團、聯(lián)創(chuàng)科技、永和股份、東陽光4、負極：硅基負極的優(yōu)勢在于具有高比容量，但缺點在于體積易膨脹。傳統(tǒng)鋰l風險提示：技術推進不及預期、原材料價格大幅下跌、終端需求跟進不及預期。 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明2/351、固態(tài)鋰電池：發(fā)展高比能量、長續(xù)航電池的必行之路，固態(tài)鋰電池方興未艾 42、固態(tài)電解質(zhì)：三種主流電解質(zhì)各有優(yōu)劣，硫化物路線有望憑借導電性能強、界面接觸性能良好等性能得到快速發(fā)展 2.1、硫化物固態(tài)電解質(zhì)：高離子電導率給予其廣闊發(fā)展前景，建議關注率先進行硫化鋰布局、具備硫磺或硫鐵礦產(chǎn)能的企業(yè) 2.2、氧化物固態(tài)電解質(zhì)：氧化物固態(tài)電解質(zhì)擁有適中的離子電導率，商業(yè)化進展較快 2.3、聚合物固態(tài)電解質(zhì)：建議關注PEO、PVDF生產(chǎn)企業(yè)在聚合物固態(tài)電解質(zhì)中的布局 2.4、復合固態(tài)電解質(zhì)：多種材料復合可使得固態(tài)電解質(zhì)優(yōu)勢互補 202.5、其他：我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程較快，各類工藝方案競相發(fā)展 223、正極：固態(tài)電池正極材料或向超高鎳、鎳錳酸鋰、富鋰錳基等方向布局 234、硅基負極：硅基負極有望成為新一代鋰電負極材料，多孔碳的性能直接決定硅基產(chǎn)品性能 255、其他：可關注鋁塑膜、隔膜、粘結(jié)劑相關企業(yè) 285.1、鋁塑膜：軟包鋁塑膜有望憑借其柔韌性強的優(yōu)勢，廣泛應用于固態(tài)電池封裝領域 285.2、隔膜：半固態(tài)電池保留了少量電解液，仍需隔膜 305.3、粘結(jié)劑：非極性粘結(jié)劑可提高固態(tài)電解質(zhì)的機械性質(zhì)、界面相容性等性能 306、投資建議：建議關注固態(tài)電池發(fā)展帶來的相關材料的發(fā)展機會 307、風險提示 33圖1：固態(tài)鋰電池能量密度可超過400Wh/kg 4圖2：固態(tài)鋰電池中的電解質(zhì)為固態(tài)電解質(zhì) 4圖3：固態(tài)鋰電池通過摒棄有機液態(tài)電解質(zhì)，熱失控起始溫度較高 5圖4：固態(tài)鋰電池的電子遷移速度較液態(tài)鋰電池慢 6圖5：提高固態(tài)電池性能的核心為優(yōu)化固態(tài)電解液性能 6圖6：目前固態(tài)鋰電池的生產(chǎn)成本在1.9-6.2元/Wh，高于液態(tài)鋰電池 6圖7：全固態(tài)鋰電池能量密度、工作溫度等參數(shù)均較高 7圖8：固態(tài)鋰電池的電子遷移速度較液態(tài)鋰電池慢 7圖9：提高固態(tài)電池性能的核心為優(yōu)化固態(tài)電解液性能 7圖10：硫化物固態(tài)電解質(zhì)原料硫化鋰的成本占總成本的70%以上 圖11：Li2O和P2S5為原料開發(fā)的硫化物固態(tài)電解質(zhì)LPSO具有低成本的優(yōu)勢 圖12：預計第二代硫化物固態(tài)電池將于2030年左右實現(xiàn)商業(yè)化 圖13：在聚合物電解質(zhì)中添加氧化物電解質(zhì)可提供其離子電導率 21圖14：為電解質(zhì)提供有序通道可使鋰離子通過更加容易 21圖15：富鋰錳基正極材料可以看作由Li2MnO3與LiMO2兩部分組成 23圖16：固態(tài)電池負極材料主要包括碳材料、硅材料等 25圖17：CVD在多孔碳上沉積硅示意圖 26圖18：TitanSilicon全硅負極900次循環(huán)膨脹率＜6% 26圖19：在多孔碳上沉積納米Si為硅碳生產(chǎn)難點 28圖20：軟包鋰電池內(nèi)部電芯由正極片、隔膜、負極片依次層疊起來，外部用鋁塑膜封裝 29圖21：鋁塑膜主要分為尼龍層、鋁層、PP、粘合層 29圖22：添加一定量的SBR能提高硫化物固態(tài)電池導電率 30圖23：BR、PVdF-CTFE粘結(jié)劑的復合正極示意圖 30請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明3/35表1：固態(tài)電池技術逐漸向氧化物系和硫化物系過渡 8表2：我國出臺多項政策支持固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展 8表3：國內(nèi)固態(tài)電池裝車加速推進 9表4：目前廣泛應用的固態(tài)電解質(zhì)類型包括氧化物、硫化物、聚合物固態(tài)電解質(zhì)等，三者各有優(yōu)劣 表5：LGPS型硫化物離子電導率較高，LPSCl型硫化物離子電導率適中 表6：硫化鋰的主要生產(chǎn)工藝包括干法、有機鋰鹽法、無機鋰鹽法，其中有機鋰鹽法制成的產(chǎn)品純度高 表7：國內(nèi)多數(shù)企業(yè)積極布局硫化物固態(tài)電池 表8：恩捷股份、天齊鋰業(yè)、廈鎢新能、容百科技等企業(yè)積極布局硫化鋰產(chǎn)能 表9：粵桂股份、司爾特、國城礦業(yè)、云圖控股等企業(yè)具有硫鐵礦開采能力 表10：氧化物電解質(zhì)擁有適中的離子電導率，區(qū)間為10-6-10-3s/cm 表11：氧化物固態(tài)電解質(zhì)常見的合成方式包括熔融淬火法、高溫固相反應法（機械活化法）等 表12：比亞迪、衛(wèi)藍新能源等企業(yè)已在進行氧化物固態(tài)電池的產(chǎn)能布局，電池能量密度在300-500Wh/kg 表13：贛鋒鋰業(yè)、天目先導、清陶能源、貝特瑞、璞泰來等企業(yè)已實現(xiàn)氧化物固態(tài)電解質(zhì)商業(yè)化生產(chǎn)能力 表14：常用聚合物材料有PEO、PMMA、PAN、PVDF等 表15：比亞迪、清陶能源、東馳能源等在布局聚合物固態(tài)電池，能量密度在350-450Wh/kg 20表16：除了上述主流的三種固態(tài)電解質(zhì)方案外，力神電池推行固液融合方案、億緯鋰能發(fā)展鹵化物方案等 22表17：富鋰錳基材料由于具有較高能量密度、較低單位成本，被認為是未來最具前景的鋰離子電池正極材料之一 23表18：正極材料領域建議關注產(chǎn)品驗證速度較快的企業(yè)、以及具有上游錳基原料的企業(yè) 24表19：硅基負極具有高比容量，有望成為新一代鋰電負極材料 26表20：傳統(tǒng)鋰電負極企業(yè)產(chǎn)業(yè)化推進較快，多數(shù)企業(yè)采用硅碳負極路線 27表21：圣泉集團、元力股份、道氏技術、金博股份等企業(yè)正在積極布局多孔碳領域 28表22：國內(nèi)企業(yè)積極布局鋁塑膜行業(yè)，相關原料有望逐步實現(xiàn)進口替代 29表23：建議關注固態(tài)電池發(fā)展帶來的相關材料的發(fā)展機會 32 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明4/35的低成本、技術成熟等優(yōu)勢，廣泛應用于消費電子、儲能系統(tǒng)、電動汽車、電動自使得高能鋰電池的使用面臨著易燃易爆等潛在風險。同時鋰離子電池一直在往體積小、質(zhì)量輕、安全性高、能量密度高和循環(huán)壽命長等更優(yōu)的方向進化。據(jù)鋰電產(chǎn)業(yè)全固態(tài)鋰電池使用具備優(yōu)異阻燃性能的固態(tài)電解質(zhì)取代了電池體系中的電解液液合計占電池近40%的體積、25%的質(zhì)量，二者被固態(tài)電解質(zhì)取代后，電池厚度大質(zhì)的熱失控起始溫度較高，聚合物固態(tài)電解質(zhì)普遍在300～400℃,硫化物在200~600℃,氧化物在600℃以上，部分可達1800℃,顯著高于液態(tài)電池的200℃熱失控溫度。固態(tài)電解質(zhì)具有良好的穩(wěn)定性，其優(yōu)異的機械強度有益于抑制鋰枝晶生長，而液體電解質(zhì)存在電解液腐蝕、泄漏或引起內(nèi)部短路的情況。固態(tài)電解質(zhì)工作溫度資料來源：《金屬鋰固態(tài)電池在空間電源領域應用研究現(xiàn)狀與展 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明5/35液態(tài)電解液表現(xiàn)出高鋰離子遷移率和每單位體積的低鋰含量，而硫化物固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)電解質(zhì)中離子電導率最大的材料，仍需要多兩個數(shù)量級的鋰才能實現(xiàn)其高離子電導率。導致電化學性能衰減，甚至導致裂縫的出現(xiàn)，造成容量迅速衰減，導致循環(huán)壽命差的問題。據(jù)3060、機電之家網(wǎng)公眾號，液態(tài)電池中，磷酸鐵鋰電池可做到超3500生的熱量。據(jù)《ComparativeStudyontheThermalCharacteristicsofSolid-State電池中單位體積需要更多的鋰，單位生產(chǎn)成本增加；另一方面，產(chǎn)業(yè)鏈供應尚未成解決上述固態(tài)鋰電池問題的核心在于優(yōu)化固態(tài)電解液性能，比如采用導電性能 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明6/35更好的元素來降低電荷轉(zhuǎn)移的阻力；添加碳納米管、MOF、COF等材料觸帶來的電荷損失、規(guī)?；a(chǎn)降低固態(tài)電解質(zhì)的生產(chǎn)成本等等。未來待固態(tài)鋰電池技術不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈不斷成熟，固態(tài)電池有望憑借能量密度高、安全性能好等半固態(tài)電池沒有從根本上解決安全問題，全固態(tài)電池為最終解決方案相比液態(tài)電池，半固態(tài)電池減少液態(tài)電解質(zhì)的用量，增加氧化物和聚合物的復合電解質(zhì)，其中氧化物主要以隔膜涂覆和正負極包覆形式添加，聚合物以框架網(wǎng)絡形式請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明7/35填充；負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極、鋰金屬負極，正極從高鎳升級到全固態(tài)電池方面，相比液態(tài)電池，全固態(tài)電池取消原有液態(tài)電解質(zhì)，選用氧化物、硫化物、聚合物等作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負極，從而替代隔膜的作用，其中氧化物目前進展較快，硫化物未來潛力最大，聚合物性能上限較低；負極從石墨體系升級到預鋰化的硅基負極、鋰金屬負極；正極從高鎳升級到了超高其中，固態(tài)電池有望優(yōu)先在成本敏感性低的領域應用，包括機器人、可穿戴設備、航天設備、無人機等；之后再在對成本敏感度高且對能量密度要求高的領域應用，包括eVTOL、電動車等；最后，若固態(tài)電池的成本和壽命優(yōu)于望在靜態(tài)儲能中廣泛應用。氧化物路徑和硫化物路徑逐步成為固態(tài)電池主要研發(fā)突破方向。固態(tài)電 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明8/35早期研究以聚合物電解質(zhì)為主，因此聚合物體系工藝較為成熟。但由于聚合物電解前，全球固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)主要分布在中國、日本、韓國、歐洲、美國等國家和地區(qū)。其中，日本、韓國電池企業(yè)采用的固態(tài)電池技術路線以硫化物固態(tài)電解質(zhì)為主，歐洲、美國的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)較多選擇聚合物和氧化物固態(tài)電解質(zhì)的 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明9/35《鋰電池行業(yè)規(guī)范條件(2024年本)》國內(nèi)全固態(tài)電池裝車加速推進。據(jù)集邦固態(tài)電池公眾號報道，目前國內(nèi)主流電 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明10/35導率3）合適且寬的電化學窗口4）與電極材料兼容性好，界面阻抗低5）高機械強度，可物理上抑制鋰枝晶的刺穿6）無毒、不易燃，安全性高7）廉硫化物等無機固體電解質(zhì)；聚合物固態(tài)電解質(zhì)；聚合物-無機復合固態(tài)電解質(zhì)。硫化物路線導電性能強、界面接觸性能良好，具有廣闊發(fā)展前電池方面，其具有優(yōu)良的柔韌性和加工性能，制備工藝簡單，便于批量生產(chǎn)，但離子電導率較低、機械性能差，制約了其大規(guī)模應用；氧化物固態(tài)電解質(zhì)方面，其在空氣中具有出色的化學和熱穩(wěn)定性、在室溫下具有中等離子電導率、如果與鋰金屬負極結(jié)合使用，則有助于增強其適應性，但是其界面電阻較高，電導率容易衰減；容易受到鋰枝晶生長的影響而造成短路；電池組裝困難。硫化物固態(tài)電解質(zhì)方面，其離子電導率最為優(yōu)異，且具有較低的電化學極化，使電池具有較高的能量密度和功率密度，具有廣闊發(fā)展前景，但其問題在于電化學與化學穩(wěn)定性較差、空氣穩(wěn)定性較差、電解質(zhì)與正負極界面易發(fā)生副反應，以及高成本等。料碳酸鋰；鈦、鑭、鍺等金屬氧化物料7La3Zr2O12圖 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明11/35作溫度，以達到良好的離子電導率，10-6-10-3s性層態(tài)電解質(zhì)。硫化物電解質(zhì)具有高離子電導率的原因為1）硫化物通常柔軟且易變形，可通過簡單的方法生產(chǎn)出間隙電阻相對較低的固態(tài)電解質(zhì)2）據(jù)《硫基固態(tài)兩者離子電導率率相對較低，而晶態(tài)硫化物電解質(zhì)離子電導率較高。在晶態(tài)的硫化-42 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明12/35硫化物固態(tài)電解質(zhì)原料硫化鋰生產(chǎn)成本較高，限制其規(guī)?；a(chǎn)。硫化物固態(tài)電解質(zhì)是具備實際應用潛力的材料之一，然而在大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)前，仍面臨諸多挑戰(zhàn)，包括較差的電化學與化學穩(wěn)定性、差的空氣穩(wěn)定性、電解質(zhì)與正負極界面易發(fā)生副反應，以及高成本等。其中，在高成本方面，據(jù)高工鋰電公眾號數(shù)據(jù)，參照合成全固態(tài)電芯材料成本則約為2.2元/Wh。進一步換算，品純度不高，未來仍需攻克。硫化鋰生產(chǎn)成本較高的原因在于工藝復雜（尤其是在本高。硫化鋰的主要生產(chǎn)工藝包括干法、有機鋰鹽法、無機鋰鹽法，其中有機鋰鹽法是將金屬鋰融入有機溶劑得到有機鋰鹽，再將硫源溶于有機溶劑中，經(jīng)過加熱之后得到高純度硫化鋰，制成的產(chǎn)品純度高，為目前主流的工藝。但有機鋰鹽法使用鋰金屬或有機鋰鹽，以及溶解、洗滌過程中用到的有機溶劑價格較高，使得生產(chǎn)成本較高。無機鋰鹽法生產(chǎn)成本較低，或能成為未來主流發(fā)展工藝，但副反應較多， 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明13/35金屬鋰+硫粉/含硫化合物+有機溶劑硫酸鋰+鎂粉/鋁粉/碳粉磨的方式使兩者反應蒸干有機溶劑得到產(chǎn)品質(zhì)充分，產(chǎn)品純度不高H等文中利用Li2O和P2S5為原料開發(fā)了一種硫化物固態(tài)電解質(zhì)Li7P3S7.5O3.5僅為實驗室層面的測試，后續(xù)規(guī)?；a(chǎn)后的產(chǎn)品性能仍需進一步驗證。 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明14/35盡管目前硫化鋰的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度較高，但得益于固態(tài)電池的公司已經(jīng)宣布了他們的生產(chǎn)計劃，分兩個階段進行。在第一階段/2018年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)；2020年與北汽合作的固態(tài)下線；2022年北汽福田商用車固態(tài)電池系統(tǒng)下線；2年半固態(tài)電池搭載上汽智己車型；臺州固態(tài)浙江臺州(10GWh)2017年開始固態(tài)電解質(zhì)、固態(tài)電池研發(fā)400Wh/kg// 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明15/35///關注方向1：率先進行硫化鋰布局的企業(yè)有望受益。據(jù)恩捷股份官網(wǎng)、天齊鋰業(yè)公告、廈鎢新能公告等及我們不完全統(tǒng)計，恩捷股份、天齊鋰業(yè)、廈鎢新能、容百科技、豐元股份、天賜材料、光華科技等企業(yè)積極布局硫化鋰產(chǎn)能，其中有研新材、恩捷股份布局進展較快，全固態(tài)硫化物電解質(zhì)膜產(chǎn)品已完成實驗室技術定型，并在正廣泛接受國內(nèi)外頭部電池企業(yè)驗證中。受益標的：有研新材、恩捷股份、天質(zhì)-公司現(xiàn)階段僅專注于固態(tài)電解質(zhì)原材料的研發(fā)和生產(chǎn)，同時配合國內(nèi)外客戶同時，該產(chǎn)品正廣泛接受國內(nèi)外頭部電池企業(yè)驗證-公司已完成下一代固態(tài)電池關鍵原材料硫化鋰產(chǎn)業(yè)化相關支持工作，累計與-公司布局氧化物路線和硫化物路線，憑借深厚的技術沉淀，開發(fā)出新的硫化工藝，目前從小試、中試結(jié)果來看，技術指標良公司布局硫化物固態(tài)電解質(zhì)、鹵化物固態(tài)電解質(zhì)及氧化物固態(tài)電解質(zhì)等關鍵材料,在國內(nèi)外多家整車及電芯客戶的測試中均呈現(xiàn)公司已完成Li2S、硫化物固態(tài)電解質(zhì)實驗室公斤級生產(chǎn)；預-公司對固態(tài)電池硫化物正極材料有一定的技術儲備。此外，公司持有中科深資料來源：有研新材公告、鋰電那些事公眾號、恩捷股份官網(wǎng)、天齊鋰業(yè)公告、廈源包括硫磺粉、硫化鈉、硫酸鋰等，其中硫磺硫磺方面，我國天然硫磺礦較少，且因技術原因基本上無法開采。據(jù)《我國硫 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明16/35硫鐵礦方面，硫鐵礦作為非金屬礦物原料，主要用于制取硫酸，部分用于煉制探明硫鐵礦儲量2.08億噸，平均品位31.04%，是亞洲最大的硫鐵礦山金屬量：4,872噸；銀金屬量：79噸-資料來源：粵桂股份公告、廣東國資公眾號、司爾特公告、國成礦業(yè)公告、四川省商務10-6-10-3s/cm，同時具有化學、電化學穩(wěn)定性高，機械性能好等優(yōu)勢。氧化物固態(tài)電因此容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。但目前氧化物固態(tài)電解質(zhì)存在界面問題嚴重，電導率低解質(zhì)陶瓷片質(zhì)地脆、密度大，很少將其直接應用于高能量密度固態(tài)電池。據(jù)清新電?4廣闊。氧化物固態(tài)電解質(zhì)常見的合成方式包括熔融淬火法、高溫固相反應法（機械于制備的產(chǎn)品性能與生產(chǎn)成本折中的產(chǎn)品，應用前景 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明17/35衛(wèi)藍新能源、太藍新能源等企業(yè)已在進行氧化物固態(tài)電池的產(chǎn)能布局，電池能量密鋰業(yè)、天目先導、清陶能源、貝特瑞、璞泰來等企業(yè)已實現(xiàn)氧化物固態(tài)電解質(zhì)商業(yè)化生產(chǎn)能力。其中，據(jù)粉體網(wǎng)公眾號數(shù)據(jù)，石榴石結(jié)構氧化物固態(tài)電解質(zhì)（LLZO）勢，戰(zhàn)略性投資佛山陀普科技共同與下游客戶開展固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品開發(fā)等工作；據(jù)國瓷材料公告，公司已完成多種氧化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)和布局，其中包括由氧化鋯合成的鋯酸基固態(tài)電解質(zhì)。受益標的：國瓷材料、三祥新材、容百科技、璞計劃在2025年試裝全固態(tài)鋰電池；20物/山東淄博(100GWh)2022年首款半固態(tài)電池量產(chǎn)；現(xiàn)半固態(tài)產(chǎn)品能量2018年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)；2020年與北汽車下線；2022年北汽福田商用車固態(tài)電池系統(tǒng)下線；2024年半固態(tài)電池搭載上汽智己車型；臺浙江臺州(10GWh)2021年搭載固態(tài)電池的東風E70全球首發(fā)；20始交付；2023年與長安汽車合作加速固態(tài)電池研發(fā)；2023400Wh/kg廣東東莞(10GWh) 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明18/352016年開始進行車規(guī)級電芯送樣；2018年威馬展示搭載物/400Wh/kg資料來源：集邦固態(tài)電池公眾號、維科網(wǎng)鋰電公眾號、DT新型儲能與公司研發(fā)的氧化物固體電解質(zhì)材料包括NASICON和石榴型結(jié)構兩個系列產(chǎn)品。其中，NASI量導入清陶、輝能、衛(wèi)藍、贛鋒等主要固態(tài)電池客戶公司已完成多種氧化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)和布局，包括由氧化鋯合成的鋯酸基固態(tài)電硫化物固態(tài)電解質(zhì)、鹵化物固態(tài)電解質(zhì)及氧化物固態(tài)電解質(zhì)等關鍵材料,在國內(nèi)外多家整車及電芯10-3S/cm，產(chǎn)品粒度可控，已在四川基地建資料來源：上海洗霸公眾號、贛鋒鋰業(yè)官網(wǎng)、清陶能源官網(wǎng)、當升科技公告、集邦固態(tài)電池公眾號、國瓷材料公告、容百科技公告、比，聚合物電解質(zhì)及其基固態(tài)鋰電池發(fā)展最早。常應用于固態(tài)電池的聚合物電解質(zhì)和聚合物材料有聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-聚合物固態(tài)電解質(zhì)機械性能優(yōu)異，粘彈性好，易于合成加工，可用于柔性電子產(chǎn)品或非常規(guī)形狀電池，價格較低。但聚合物電解質(zhì)常溫下聚合物分子鏈段運動能 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明19/35力較差，電解質(zhì)電導率較低，需加熱使用，有一定條件限制。為提升聚合物電解質(zhì)的電化學性能，一般不將其單獨使用，需要配合不同的鋰鹽以增大其離子電導率，如雙三氟甲磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、雙氟磺酰亞胺鋰鹽電解質(zhì)復合來提高電導率和能量密度上限，實現(xiàn)性能突破。的電化學窗口使得它非常容鏈端上含有更多的F和解離鋰鹽的能力更來源簡單，價格便宜，熱穩(wěn)定較好，能適應高應請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明20/35--角度而言，比亞迪、清陶能源、東馳能源等在布局聚合物固態(tài)電池，能量密度在350-450Wh/kg。從聚合物固態(tài)電解質(zhì)的生產(chǎn)企業(yè)而言，目前商業(yè)化生產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)份公告，奧克股份應用于固態(tài)電解質(zhì)的PEO材料目前尚處于應用開醇目前尚處于應用開發(fā)階段，暫無具體應用。另外可關注PVDF股份、東岳集團、聯(lián)創(chuàng)科技、昊華科技、東陽光、永和股份等。據(jù)聯(lián)創(chuàng)科技公告，聯(lián)創(chuàng)科技固態(tài)電解質(zhì)處于小試階段，子公司華安新材的PVDF產(chǎn)品給個別固態(tài)電池/2018年實現(xiàn)半固態(tài)電池量產(chǎn)；2020年與北汽合作的固態(tài)下線；2022年北汽福田商用車固態(tài)電池系統(tǒng)下線；2年半固態(tài)電池搭載上汽智己車型；臺州固態(tài)浙江臺州(10GWh)/多種材料復合可使得固態(tài)電解質(zhì)優(yōu)勢互補。單一的固態(tài)電解質(zhì)具有較為明顯的優(yōu)劣勢，而通過對多種固態(tài)電解質(zhì)進行復合，可使得固態(tài)電解質(zhì)滿足高離子電導率的同時，具有較強的機械強度。以聚合物電解質(zhì)為對象，可往其中添加惰性填料或活性填料，其中層狀蒙脫土由夾在兩片硅四面體薄片之間的八面體薄片組成，可以顯著提高固態(tài)聚合物電解質(zhì)的離子電導率和力學性能，有序沿著聚合物骨架排列能夠形成連續(xù)的離后者離子電導率從2.79×10-5S/cm增加到 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明21/35其中氧化物的剛性性質(zhì)有助于提高整體電解質(zhì)的機械強度并抑制樹突的形成；硫化得量身定制的剛性多孔結(jié)構，同時還可以提高界面兼容性和增強離子電導率；碳納米管、導電炭黑、石墨烯等碳基材料可以顯著提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性，并降低過電 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明22/35我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程較快，各類工藝方案競相發(fā)展?？傮w而言，我國電池行業(yè)布局企業(yè)較多，主要布局者包括老牌電池企業(yè)、背靠頂級科研院所的初創(chuàng)企業(yè)、上游原材料企業(yè)以及汽車企業(yè)等多個領域。其中，衛(wèi)藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)、輝能科技、力神電池、山東金啟航等企業(yè)主要研發(fā)方向為以氧化物材料為基礎的固液混合技術路線；寧德時代、恩力動力、中科固能、高能時代等企業(yè)以上述主流的三種固態(tài)電解質(zhì)方案外，力神電池發(fā)現(xiàn)固液融合方案、億緯鋰能發(fā)展鹵化物方案、欣旺達發(fā)展復合電解質(zhì)方案等等。據(jù)集邦固態(tài)電池公眾號，目前國內(nèi)固402Wh/kg/////////////////////////////請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明23/35///////3、正極：固態(tài)電池正極材料或向超高鎳、鎳錳酸鋰、富鋰錳制約電池能量密度提升的重要因素之一，目前開發(fā)的鋰電池主要以正極材料作為鋰源。與液態(tài)電池相比，半固態(tài)電池正極從高鎳升級到了高鎳＋高電壓、富鋰錳基等正極，未來全固態(tài)電池或?qū)⑹褂贸哝?、鎳錳酸鋰、富鋰錳基等正極材料。目前，固態(tài)電池正極材料以高鎳三元體系為主，富鋰錳基材料由于具及較低的單位成本，被認為是未來最具前景的鋰離子電池正極材料之一。富鋰錳基組合)按不同比例形成的固溶體。相比傳統(tǒng)正極材料，富鋰錳基正極材料具有較高的中請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明24/35NCM鎳鈷錳酸鋁NCA橄欖石低低低技術指標目前在行業(yè)屬于領先水平，可以應用于固態(tài)電池三元正極，且富鋰錳基前驅(qū)體產(chǎn)品已有客戶驗證通過，且具備批量供貨的條件；當升科技已布局雙相復合高能量固態(tài)正極材料，解決了正極與電解質(zhì)固固界面難題，已批量導入清陶、輝能、衛(wèi)藍、贛鋒等主要固態(tài)電池客戶并實現(xiàn)裝車應用；容百科技全固態(tài)電池用超高鎳三元正極材料得到多家海內(nèi)外客戶的認證；廈鎢新能匹配氧化物路線固態(tài)電池的正極產(chǎn)、研發(fā)和銷售，錳系產(chǎn)品主要包括一次電池和鋰電池用電解二氧化錳、高純硫酸錳等產(chǎn)品；湘潭電化生產(chǎn)的錳系電池材料主要應用于傳統(tǒng)一次電池領域以及新能源電池領域，太藍新能源有戰(zhàn)略合作。受益標的：紅星發(fā)展、湘潭電鎳正極公司已系統(tǒng)布局氧化物、硫化物等固態(tài)電解質(zhì)和雙相復合高能量固態(tài)正極材料關鍵技術路線，解決了正極與電解質(zhì)固固界面難題，相關固態(tài)鋰電產(chǎn)品技術性能指標處于行業(yè)領先地位，已批量超高鎳三元正極材料及硫化物電解質(zhì)材料得到多家海內(nèi)外客戶的認證,全固態(tài)電池正極材料的容量與循環(huán)性公司專利的多孔蜂窩單晶型高鎳正極前驅(qū)體的技術指標目前在行業(yè)屬于領先水平，可以應用于固態(tài)公司匹配氧化物路線固態(tài)電池的正極材料已實現(xiàn)供貨；硫化物路線固態(tài)電池的正極材料方面,公司與下游客公司固態(tài)電池相關電解質(zhì)及正極材料前驅(qū)體處于研發(fā)階段，高鎳三元材料有望逐步公司三元前驅(qū)體可以適用于固態(tài)電池，目前與境內(nèi)外固態(tài)電池客戶均有業(yè)務合作，且已通過相關認 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明25/35企業(yè)公司主要從事鋇鹽、鍶鹽和錳系產(chǎn)品的生產(chǎn)、研發(fā)和銷售，錳系產(chǎn)品主要包括一次電池和鋰電池用公司生產(chǎn)的錳系電池材料主要應用于傳統(tǒng)一次電池領域以及新能源電池領域，與太藍新能源有戰(zhàn)略合作。4、硅基負極：硅基負極有望成為新一代鋰電負極材料，多孔素之一，不同的負極材料可以通過嵌入、合金化或轉(zhuǎn)換反應實現(xiàn)儲鋰。目前固態(tài)電電池主要采用石墨作為負極材料，其能量密度已接近理論上限，而硅基材料的理論密度的情況下減小電極的厚度，從而可以降低快速充電過程產(chǎn)生的濃度和潛在的梯長明顯，在中國整體負極材料中的出貨量達到3.4%。預計到硅基負極的缺點在于：體積易膨脹。據(jù)《FastChargingAnodeMaterialsfor 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明26/35-1-1碳錫鋁高Ni1.4Co0.6P得到產(chǎn)業(yè)化應用1）研磨法納米硅碳路線。從已實現(xiàn)的性能結(jié)果來看，研磨法硅與石墨電池相似。未來隨著“負極摻硅”電池持續(xù)落地，硅基負極產(chǎn)業(yè)化進程或?qū)鹘y(tǒng)鋰電負極企業(yè)產(chǎn)業(yè)化推進較快，多數(shù)企業(yè)采用情況來看，目前在硅基負極領域進展比較快的企業(yè)如翔豐華、璞泰來、杉杉股份、貝特瑞、中科電氣等，上述企業(yè)的產(chǎn)品已通過客戶 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明27/35驗證。此外，硅寶科技、新安股份、道氏技術、石大勝華、濱海能源等企業(yè)也依托自身產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢布局硅基負極，如道氏技術具有碳納米管產(chǎn)能，打造碳納米管-硅基負極一體化產(chǎn)業(yè)鏈；硅寶科技、新安股份等以有機硅為主業(yè)的企業(yè)，前期具有相關技術積累等。從采用路線來看，多數(shù)企業(yè)會同時布局硅碳、硅氧兩種路線，但更多會側(cè)重于發(fā)展硅碳負極路線，包括翔豐華、璞泰來、道氏技術等。推薦標的：硅寶公司硅碳負極產(chǎn)品已小批量出貨，正積極推進在安徽蕪湖投資建設的硅基負極項目的建設進度，預計公司硅基負極產(chǎn)品不斷實現(xiàn)技術突破，持續(xù)獲得海內(nèi)外客戶認可，實現(xiàn)批量公司布局固態(tài)電池材料較早，已有產(chǎn)品小批量供應客戶，在固態(tài)電池材料研發(fā)方面處于行業(yè)先進業(yè)公司在硅基負極領域針對硅氧、新硅碳等技術路線均已有相應客戶接洽并開展產(chǎn)品測試，已獲得部分客戶認可，具備迅速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)其容量與首效已達預期效果；硅氧產(chǎn)品已向電池客戶送公司擁有用于固態(tài)電池的鋰-銅金屬一體化復合負極材料等相關技術儲主要在于多孔碳的選型、沉積設備和沉積工藝三個主要方面。其中多孔碳的性能直接決定硅基產(chǎn)品性能，不同多孔碳需要和不同的石墨作為匹配，才能在電芯端表現(xiàn)出良好的性能。不同場景下的碳骨架孔徑、孔容、孔隙率要求均不一樣，性能差異極大，需要專業(yè)的電芯設計人員配合才能完成開發(fā)。圣泉集團、暉陽新能源、元力股份、金博股份等企業(yè)正在積極布局多孔碳領域，提升材料性能，加快多孔碳的商 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明28/35公司儲能新材料開發(fā)起步良好，硬炭、多孔碳已實量的微晶結(jié)構，強度更高，用于配套生產(chǎn)硅金博股份司資料來源：圣泉集團公告、元力股份公告、道氏技術公告、金博股份公告、SMM石墨軟包鋁塑膜有望憑借其柔韌性強的優(yōu)勢，廣泛應用于池按封裝形式，可劃分為方形、圓柱和軟包三種形態(tài)。其中，方形電池通常采用金屬材質(zhì)作為其封裝材料，如鋁殼；圓柱形電池則特指外殼為圓柱形狀的金屬封裝；軟包則是采用鋁塑膜作為外殼，較前兩種屬于軟性包裝。軟包鋰電池內(nèi)部電芯由正極片、隔膜、負極片依次層疊起來，外部用鋁塑膜封裝，然后焊接正負極極耳，注電解液并封口。軟包鋁塑膜在固態(tài)電池中應用的優(yōu)勢在于1）具有重量輕、內(nèi)阻小、安全性高等優(yōu)點2）固態(tài)電池電解質(zhì)為氧化物或硫化物，其柔韌性不如液態(tài)電解質(zhì)，軟包疊片的設計能夠有效解決柔韌性問題，減少電池在受到內(nèi)部壓力或發(fā)生形變時破裂的風險。因此，軟包鋁塑膜有望憑借其柔韌性強的優(yōu)勢，廣泛應用于請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明29/35(T&T)、韓國栗村四家日韓企業(yè)壟斷,總體市場占有率約90%。鋁塑膜的主要原材料中，鋁箔、CPP、膠粘劑等均依賴進口。3C領域，進口鋁塑膜材料的上海紫江、道明光學、佛塑科技、東莞卓越、明冠新材和福斯特等已經(jīng)積極布局鋁塑膜企業(yè)通過自主研發(fā)新工藝和新設備，在技術工藝、材料設備等方面正不斷突破行業(yè)壁壘，未來有望逐步實現(xiàn)鋁塑膜國產(chǎn)替代，同時固態(tài)電池行業(yè)的快速發(fā)展，有望進一步推動鋁塑膜需求增長。受益標的：道明光學、佛塑科技、璞泰來、明冠新公司控股子公司紫江新材主營產(chǎn)品為鋰電池鋁塑膜，目前已與清陶能源等國內(nèi)多家固態(tài)電池企業(yè)開展多種形式的公司鋁塑膜已應用于3C及動力類電池封裝，未來將積極與下游客戶開子公司卓越新材料率先在國內(nèi)實現(xiàn)高端熱法鋁塑包裝膜產(chǎn)品的技術突破和進口替代，并成功開發(fā)公司是國產(chǎn)鋁塑膜的領先企業(yè)，目前客戶包括消費電池、動力電池和儲能電公司鋁塑膜產(chǎn)品主要應用于3C軟包電池和動力儲能類軟包電池領域，鋁塑膜樣品公司的鋁塑膜產(chǎn)品主要應用于軟包鋰電池的電芯封裝，主要應用于3C數(shù)碼、動力、儲能等領域，目前正積極拓展和布局 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明30/35半固態(tài)電池保留了少量電解液，仍需隔膜。半固態(tài)電池出于提高導電能力的需求，在加入固態(tài)電解質(zhì)的同時，仍保留了少量電解液，也因此需要隔膜作為分隔正負極的結(jié)構。半固態(tài)電池中對隔膜有新的功能要求，如高孔隙率，大孔徑，高回彈性能等。從短期來看，在半固態(tài)電池率先產(chǎn)業(yè)化的前提下，隔膜仍是電池至關重要的核心材料。長期來看，隨著全固態(tài)電池的普及，隔膜是否被取代要看哪種技術路線占優(yōu)。據(jù)長陽科技公告，公司獨家開發(fā)的具有超高孔隙率(≥85%）、超大孔徑上，能夠改善固態(tài)和半固態(tài)電池的循環(huán)壽命，電池的容量、使用溫度、安全性和循環(huán)性能較傳統(tǒng)隔膜有突破性的提升，且已取得該行業(yè)頭部客戶小批量訂單，以及腰能，需要非極性粘結(jié)劑。以硫化物固態(tài)電解質(zhì)合成為例，由于硫化物電解質(zhì)與常規(guī)cathodesusingaslurry-fabricablepolarbinderforpractical6、投資建議：建議關注固態(tài)電池發(fā)展帶來的相關材料的發(fā)展 行業(yè)深度報告請務必參閱正文后面的信息披露和法律聲明31/35聚合物等作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負極，從而替代隔膜的作用，其中氧化物目前進展較快，硫化物未