固态电池行业专题：锂电完全体技术大趋势-230217（23页）.pdf

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1、中 泰 证 券 研 究 所 专 业 领 先 深 度 诚 信 证券研究报告 2 0 23.0 2.1 7 固态电池专题：锂电完全体 技术大趋势 分析师：曾彪 S0740522020001 2 CONTENTSCONTENTS 目录目录 C CCONTENTSCONTENTS 专 业 领 先 深 度 诚 信专 业 领 先 深 度 诚 信 中 泰 证 券 研 究 所中 泰 证 券 研 究 所 1 固态电池的研发意义 lVlYuWvXnXfW8XdYoXdU6MdN8OtRmMmOsRjMpPmOfQrQwPbRpOmRNZnRtPNZnQtM3 固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代固态电池：安全、

2、体系、工艺上的三重迭代 安全性能迭代：本征安全问题的解决安全性能迭代：本征安全问题的解决 资料来源：锂电前沿，辉能科技，广州飞升精密设备官网，BMW Group，中泰证券研究所 软包电池鼓包、胀气，极耳焊接处漏液，和热失控问题 全固态电池结构 存在液态组分，在极耳焊接处容易发生漏液，造成生产良率低和安全隐患大；电解液在电池使用过程中发生反应分解，产生气体，造成内部内部结构形变（如极片间距扩大），影响电池性能和寿命；存在可燃有机成分，闪点低，由内部短路产生的热量、火星，易引发连锁反应，造成热失控。摒弃液相组分，固态电解质充当隔膜、电解液的功能，隔离正负极，传导离子；电池结构不含有任何低闪点、易燃

3、的有机溶剂；固态电解质具备一定的厚度和机械强度，对枝晶的产生存在一定的遏制作用。4 固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代 化学体系迭代方向：传统锂电池体系化学体系迭代方向：传统锂电池体系 vs 全固态电池体系全固态电池体系 随着本征安全性能的提高，全固态体系，正极材料可以从传统的中、高镍三元材料，替代为无钴、富锂正极，和高电压磷酸锂镍正极（LiNiPO4，5.2V，170mAh/g），能量密度天花板进一步被突破；由于液相组分的去除，负极可以由传统的石墨负极（330370 mAh/g），过渡到金属锂负极（15003500 mAh/g），比容量显著提高；在全

4、固态体系，传统三元正极搭配金属锂负极，电芯能量密度超过400Wh/kg；界面化学：可通过构建高界面能、低电子电导以及具备自修复功能的人工界面层，改善锂枝晶造成的潜在问题。资料来源：Solid power，中泰证券研究所 固态电池化学体系Roadmap（Solid Power）5 固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代 资料来源：科研云平台，中泰证券研究所 工艺迭代方向：半固态工艺路线与现有软包工艺兼容工艺迭代方向：半固态工艺路线与现有软包工艺兼容 软包电池主要工艺流程 半固态路线半固态路线1 1：隔膜涂覆固态电解质层；正极掺混固态电解质；电解液用量降低：隔

5、膜涂覆固态电解质层；正极掺混固态电解质；电解液用量降低 工艺路线与现行软包电池工艺一致，成熟度高，产线兼容，无需增设产线设备。半固态路线半固态路线2 2：增加原位固化工艺，即电解液凝胶化，降低液相组分：增加原位固化工艺，即电解液凝胶化，降低液相组分 工艺上的主要把控点，包括固化时间、压力和温度，以及固化与化成等工序的顺序；固化时间接近2-3小时，对生产效率造成一定影响；设备上面，工艺分为热固化、电化学固化、紫外线固化，热固化设备与传统锂电产线的热压工艺设备兼容，后者需要调整化成工艺、增加对应设备，影响小。混料混料 涂布涂布 辊压辊压 模切模切 叠片叠片 极耳焊接极耳焊接 顶侧封顶侧封 铝塑壳成

6、铝塑壳成型型 注液注液 活化活化 化成化成 老化老化 排期封口排期封口 后处理后处理 烘烤烘烤 6 资料来源：Nature Energy，Dry electrode technology,the rising star in solid-state battery industrialization，中泰证券研究所 固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代 工厂布局需调整，增配固体电解质成膜工艺设备及生产线；新增等静压等新工艺，对产线影响大。等静压工艺的设备生产、调试及使用难度大，目前良率较低，需要积累大量know-how经验以赶上锂电池辊压、热压工艺的效率