金属非金属新材料行业深度研究：安全、便利、经济_固态电池整装待发-20200901-天风证券-13页_533kb

金属非金属新材料 - 固态电池研究报告总结

核心内容

本报告分析了固态电池在新能源汽车领域中的应用潜力，围绕其安全性、便利性和经济性三个核心维度展开，探讨其对行业发展的推动作用及面临的挑战。

主要观点

安全性

• 固态电池的安全性优势：固态电池使用固态电解质，能够抑制锂枝晶的产生，减少短路风险，具有更好的电化学稳定性和不可燃性。即使在物理破坏（如裁剪、穿刺、浸水）后，固态电池仍可继续工作，大大提升了安全性。
• 行业安全问题现状：2019年及2020年上半年，因动力电池问题导致的新能源汽车召回数量显著，表明电池安全性仍是行业亟待解决的问题。
• 实际测试验证：辉能的LCB固态电池在极端测试（如枪击）中表现出色，温度仅上升3~5℃，无起火或冒烟现象，且通过防爆等级认证，显示出其本质安全性。

便利性

• 提升续航与快充：固态电池通过采用金属锂或锂合金作为负极材料，以及高电压正极材料，有望显著提升能量密度，解决新能源汽车的里程焦虑问题。
• 快充能力：辉能的固态电池在2019年已实现5C倍率12分钟充电91.70%，快充性能逐步提升。
• 充电网络支持：我国充电桩数量领先全球，若搭配固态电池的高续航和快充能力，将极大提升新能源汽车的便利性。

经济性

• 成本下降空间大：固态电池的原料成本（如LLZO电解质）较低，且无需注液步骤，组装成本显著低于传统液态电池。
• 量产成本关键：当电解质加工成本低于$9.1/kwh时，固态电池可实现与液态电池的总成本平价。
• 生产线投资低：假设年产能为6GWh，氧化物固态电池生产线建设投资比传统锂电池低20.4%，有助于降低成本。

关键信息

成本测算

• 原料成本：LLZO电解质原料成本约为7.3$/kwh，低于液态电解质的11.7$/kwh。
• 加工成本：固态电池加工成本为20.9$/kwh，比液态电池低4.6$/kwh。
• 电解质加工成本：电解质加工成本低于$4.4/kwh时，氧化物电解质可实现平价；低于$9/kwh时，电池制造成本可平价；低于$9.1/kwh时，总成本可平价。

工艺改进

• 国内企业进展：辉能通过MAB（双极电池包架构技术）提升成组效率，使其固态电池在成组后表现出明显优势。
• 成组效率：辉能的固态电池在质量能量密度和体积能量密度下，成组效率分别为82%~85%和70%~75%，显著高于其他公司。
• 成本优势：在电芯产能达到20GWh时，辉能的电池包成本仅为液态电池的98%，若采用MAB技术，成本可降至液态电池的70%。

技术进展

• 新材料研发：东京工业大学研发无锗固态电解质，以锡和硅替代锗，降低成本并提升材料的化学稳定性。

风险提示

• 商业化不确定性：固态锂电池作为新技术，商业化应用时间尚不明确，存在长期无法大规模应用的风险。
• 技术挑战：尽管固态电池在实验室和中试阶段表现良好，但大规模量产仍需解决技术难题，如LLZO的致密度和加工成本。

投资评级

• 行业评级：强于大市（维持评级）
• 上次评级：强于大市

总结

固态电池凭借其在安全性、便利性和经济性方面的显著优势，被认为是新能源汽车发展的关键方向。尽管面临商业化和量产技术的挑战，但随着工艺改进和成本控制的逐步实现，其市场潜力巨大，有望在未来几年内实现规模化应用。