有色金属行业深度报告：固态电池空间几何？-240122（29页）.pdf

1、固态电池：空间几何？证券研究报告分析师施毅邮箱证书编号S12305221000022024年1月22日行业评级：看好添加标题添加标题95%95%摘要21 1、液态锂电池材料体系发展遇瓶颈，需向固态电池迭代方可更进一步、液态锂电池材料体系发展遇瓶颈，需向固态电池迭代方可更进一步液态锂电池发展已遇瓶颈：1）能量密度、2）安全性、3）电池寿命。需向固态电池迭代，以突破枷锁，打开更广阔的应用场景。2 2、固态电解质是固态电池的核心组件，三大类电解质各有优劣固态电解质是固态电池的核心组件，三大类电解质各有优劣固态锂电池与液态锂电池最大的不同在于固态电解质的替代，主要由氧化物、硫化物、聚合物三大类。其中氧

2、化物目前进展较快，硫化物未来潜力最大，聚合物性能上限较低。3 3、固态电池优点核心优势、固态电池优点核心优势固态电池与液态电池相比，高安全性、高能量密度、高循环次数、温度适应性好、电池模组设计得到简化。4 4、固态电池当前存在的难点、固态电池当前存在的难点1）界面接触问题、2）电极体积膨胀、3）稳定性低。5 5、固态电池体系中存在的机会、固态电池体系中存在的机会1）率先布局（半）固态电池产能的企业，如宁德时代、比亚迪、赣锋锂业、亿纬锂能等。2）正极材料领域，生产高镍三元、富锰锂基等企业，如中伟股份、华友钴业、容百科技等。3）负极材料领域，生产硅碳、金属锂负极等企业，如赣锋锂业、贝特瑞、杉杉股份

3、等。4）固态电解质领域，如杉杉股份、东方锆业等。6 6、风险提示、风险提示固态电池研发进度低于预期的风险、能源技术出现突破导致对锂电池需求减少的风险。cUwVxVmYkXaUpWaQdN8OpNmMtRnRjMmMmNkPnPmPaQpOmPwMmOqMMYpMoM目录C O N T E N T S固态VS液态010203固态电池优势固态电池当前难点304固态电池材料市场空间固态VS液态01Partone固态电池VS液态电池固态电池核心：固态电解质三大固体电解质特点4添加标题添加标题固态电池VS液态电池015 自1985年锂离子电池问世以来，大幅推进了可移动电子设备的规模化应用，不断推动着社会

4、朝着智能化和清洁化方向发展。锂离子电池本身也一直在往体积小、质量轻、安全性高、能量密度高和循环寿命长等更优的方向进化，对正负极、电解质等材料体系和电池本身的形状进行迭代。但是当前的液态锂离子电池体系，逐步发展到了本身材料体系所能达到的瓶颈：1）能量密度难以突破350Wh/kg的极限；2）有机物液态电解质带来的安全性问题。3）电池服役过程中电解液的挥发、干涸、泄露等现象，影响电池寿命。液体电解质成为了锂离子电池进一步发展最大的制约因素。采用固态电解质代替液体电解质，有望使用更高比容量的正、负极材料，同时可彻底解决电池的安全性问题，是获得高能量密度、安全性和长循环寿命的全固态锂电池的根本途径。因此

5、固态电池将会是锂离子电池升级的方向。图2：液态电池与固态电池内部串联结构对比图1：动力电池技术发展趋势资料来源：固态电池技术发展现状综述，张春英等。浙商证券研究所资料来源：硫化物全固态电池的研究及应用，张卓然，魏冰歆。浙商证券研究所添加标题添加标题固态电池核心：固态电解质016 全固态电池相比于液态电池，采用固态电解质取代液态电解质，是实现固态锂电池高能量密度、高循环稳定性和高安全性能的关键。作为固态电池的核心组件，固态电解质主要由氧化物、硫化物、聚合物三大类。其中氧化物目前进展较快，硫化物未来潜力最大，聚合物性能上限较低。正极材料体系从高镍升级到超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等材料，负极材料体系

6、从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极。整体能量密度可达到500Wh/kg。图3：液态电池与固态电池内部结构对比资料来源：固态电池技术发展现状综述，张春英等。浙商证券研究所点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题点击此处添加标题添加标题点击此处添加标题添加标题三大固体电解质特点017 氧化物：优点：离子电导率居中、有最好的电化学、力学及热稳定性、可适配高电压正极材料、可适配金属锂负极等。缺点：易碎、长期运行中可能会形成裂纹等。硫化物：优点：离子电导率最高、晶界电阻小、延展性较好等。缺点：电化学窗口较窄