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【风口掘金】重大突破!固态电池相关产业链或受关注

九方智投 08-22 09:28

导语

①近期多家企业的固态电池在性能提升、量产进度等方面不断推进,有望加速(半)固态电池的产业化进程;

②新技术的持续开发将带来相关材料环节的突破和变化,率先布局固态电池及相关产业链的厂商有望受益。


事件驱动

8月21日,鹏辉能源发布消息称,全固态电池重大突破,相关发布会将于8月28日召开。

行业透视

一、固态电池为下一代电池技术,半固态电池或成过渡产品

早在1830年,法拉第首次发现了加热固体硫化银和PbF2的显著传导特性。随后在1960s,固态电解质迎来了发展的转折点,开始尝试将固态电解质加入电池中。随之先后出现了POE、钠超离子导体、氢化物、LiPON、硫化物、反钙钛矿等固体电解质体系。随着LiPON的发展,第一款薄膜电池于1990s问世。进入21世纪后,固态电解质的相关研究进一步得到了发展。凭借着结构设计、物理特征的优势,固态电池可以天然规避液态锂电池的安全和能量密度等问题。因此近年来固态电池快速发展、有望成为下一代锂电池技术方向。

固态电池的发展历程

 

固态电池是一种新技术,使用固态电解质替代了液态锂电池中的电解液和隔膜。传统液态电池的主材是正极、负极、隔膜、电解液四种,在充放电的过程中,电解液一方面供应部分活性锂离子作为导电离子使用,一方面供应离子通道使得锂离子可以自由移动;而隔膜的作用主要是使得电解质离子正常通过,并避免正负极接触导致内部短路。而在固态电池中,由于固态电解质的物理形态可以天然地隔离正极和负极,因此在固态电池中主材为正极、负极、固态电解质三种,隔膜不是必需的。

固态电池结构及工作原理

 

固态电池可以克服锂液电池的缺点,在安全和能量密度方面实现进一步突破。在安全性方面,固态电池使用不可燃的固态电解质,具有无腐蚀、无挥发、无漏液、可抑制锂枝晶形成、天然隔绝正负极等优点,具有较高的安全性。在能量密度方面,固态电池可以使用锂金属等材料作为负极代替石墨,从而提高电池的能量密度。但固态电池还面临着材料性能和成本等方面问题,当前大规模产业化还面临一定挑战。

固态电池和液态电池结构和优劣势对比

 

二、多国推出相关政策,明确固态电池为重要发展目标

各国对电池能量密度的规划逐渐提高,比如,我国《节能与新能源汽车技术路线图》指出,到 2025/2030 年,我国动力电池单体能量密度需要分别达到 400Wh/kg 和 500Wh/kg。当前液态锂电池体系较难实现能量密度超过 300Wh/kg,因此各国计划以固态电池为重点发展目标,来提高电池的能量密度并降低其成本。预计2025年后固态电池将全面发展。

各国固态电池主要发展目标

 

2024 年,工信部就《锂电池行业规范条件(2024 年本)》修订征求意见,新增固态电池相关要求。修订版新增对固态单体电池产品的性能要求,包括单体电池能量密度≥300Wh/kg,电池组能量密度≥260Wh/kg。循环寿命≥1000 次且容量保持率≥80%。在行业层面,由于固态电池的优势在于安全和续航,预计未来在飞行端、新能源车端、消费电子端以及储能端都会有所应用。

三、有望逐步成为主流电池技术之一,未来市场空间广阔

根据中商产业研究院数据,2023 年全球固态电池出货量约为 1GWh,主要以半固态电池为主。随着技术的不断进步和市场的不断扩大,固态电池有望成为主导电池技术之一。根据中商产业研究院预测,2024 年全球固态电池出货量将达到 3.3GWh,2030年出货量将增长至 614.1GWh。

2023-2030 年国内固态电池出货量预测

 

固态电池市场空间有望快速增长:近几年国家不断重视固态电池行业的发展,各大高校单位已开始对固态电池进行研发。尽管目前我国固态电池行业正处于起步阶段,随着技术进步,固态电池有望实现大规模商业化应用。根据中商产业研究院数据,2023年中国固态电池的市场空间达到约10亿元,2024年中国固态电池市场空间将达到17亿元,2030年将增至约200亿元。

2023-2030 年国内固态电池市场空间预测

 

投资策略

中银证券在研报中表示,固态电池作为下一代锂离子电池重要的升级方向之一,具有高能量密度、高安全等优点,未来有望逐步实现产业化,市场空间广阔。固态电解质是固态电池的关键变化,在众多固态电解质技术路线中,复合固态电解质综合聚合物和氧化物的优点,配合界面技术的应用,有望率先实现产业化落地。硫化物电解质是全固态电池的理想路线,未来随着相关技术的成熟,有望批量化生产。

东方证券在研报中指出,全固态电池作为最具前景的下一代电池技术之一,获得全产业链的共同关注与合力布局,面对全球范围内的竞争态势,与锂电行业谋求高质量发展的新要求,其产业化发展具有双重战略意义,新技术方向性明确。从学术界泰斗与产业界龙头不约而同的路线选择来看,硫化物固态电池或成为率先实现量产落地的全固态电池技术路线。硫化物电解质及其关键原材料硫化锂,开发与制备均面临较大技术与工艺挑战,将成为全固态电池的价值链核心环节,长期降本空间巨大。

个股关注

1、容百科技:高镍三元龙头

①上半年,公司三元材料销量5.3万吨,同比增长近17%,其中2024Q2销量达到2.65万吨,同比增长37.4%,远超行业增速;

②积极推进锰铁锂和钠电等新型正极材料的产业化。锰铁锂方面,上半年出货达到2023全年出货总量,同比增长166%,市场占有率保持第一。

2、当升科技:全球三元正极头部企业

①公司现已在高镍、超高镍、中镍高电压、磷酸(锰)铁锂、钠电正极等领域形成了完整的产品布局。

②公司正极材料产品广泛应用于动力、储能、数码三大领域,大批量供应中、日、韩、欧、美等国家和地区的锂电巨头及车企;

3、华正新材:国内领先的覆铜板供应商

①公司主营覆铜板产品,高端 CCL 持续突破, 加码铝塑膜打开空间。

②目前公司铝塑膜产品在3C领域已经实现出货,并已经获得头部动力电池厂小批量订单。

风险提示

固态电池技术研发进度不及预期;下游需求不及预期。

资料参考

20240722-东方证券-新能源汽车产业链行业:新技术系列报告(三):固态电池发展方向探讨:详解硫化物电解质路线。

20240504-国盛证券-电力设备行业深度:聚焦安全与续航,固态电池产业化进程加速。

20240710-中银证券-固态电池系列报告之二:技术路线多元发展,产业化落地加速。

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