电力设备及新能源行业固态电池深度报告：群雄逐鹿锂电终局技术，发力新材料加速产业化-20230330-银河证券-52页_5mb

固态电池深度报告总结

核心内容

固态电池被视为锂离子电池技术的终极形态，其核心优势在于更高的能量密度、更优的安全性能和更广阔的工艺优化空间。固态电池通过使用固态电解质替代传统液态电解液和隔膜，能够实现与锂金属负极的兼容，从而大幅提升电池性能。

主要观点

• 能量密度瓶颈：液态锂离子电池（LIB）因正负极材料比容量和电压差限制，难以突破能量密度极限。固态电池通过使用锂金属负极和高电压正极材料，有望实现质量能量密度超过400Wh/kg、体积能量密度超过1000Wh/L。
• 安全性提升：固态电解质具有更高的热失控初始温度，能够有效避免电池燃烧等安全问题。相比LIB，固态电池在安全性上具有显著优势。
• 工艺优化潜力：固态电池可兼容部分LIB的湿法工艺，且更适合干法电极技术，有助于降低生产成本并提升生产效率。等静压技术在固态电池量产中具有重要地位，但尚处前沿阶段。
• 产业化路径：全固态电池因技术难度大、成本高，产业化仍面临挑战；半固态电池作为过渡方案，具备更高的技术可行性和产业化潜力，成为当前优选方向。

关键信息

固态电池结构与性能

• 固态电池使用固态电解质，结构上包括正极、固态电解质、负极及集流体。
• 固态电池可采用锂金属负极，显著提升能量密度。
• 通过干法电极工艺，固态电池可实现更高的能量密度和更低的生产成本。

固态电解质类型

• 聚合物固态电解质：离子电导率较低，但接触性能好，适合中试阶段。
• 氧化物固态电解质：具有较高的电化学稳定性，但界面接触问题仍需解决。
• 硫化物固态电解质：离子电导率最高，原料成本最低，但稳定性差，对生产要求高。

固态电池技术挑战

• 材料与工艺：固态电解质尚未实现量产，固固接触界面问题仍未解决。
• 成本与设备：全固态电池对材料和设备要求高，成本控制与量产效率仍是难点。
• 系统集成与测试：BMS系统、电池包设计和全寿命周期安全性测试仍需完善。

固态电池市场前景

• 全球固态电池市场规模预计在2030年达到400亿美元，CAGR达180%。
• 半固态电池将在2023年迎来装车元年，预计2024年实现动力/储能级应用。
• 固态电池有望在消费电子、高端电动汽车、储能等领域率先应用。

全球布局情况

日韩阵营

• 丰田：布局硫化物固态电池，与松下、本田等企业合作，计划2025年推出半固态电池，2030年实现全固态电池量产。
• 三星：采用硫化物固态电解质，已实现5.8Ah小容量电芯，能量密度超400Wh/kg，2025年前计划量产。
• LG化学、三星SDI、SKI：组成联盟，推动固态电池研发，技术路线以硫化物为主。

欧美阵营

• Solid Power：采用硫化物固态电解质，已获得福特、宝马投资，目标2025年实现100MWh中试线，2027年实现10GWh量产。
• QuantumScape：采用氧化物陶瓷固态电解质，与大众合作，2025年计划量产。
• 戴森、通用、福特：通过投资和合作推动固态电池研发，技术路线以氧化物和硫化物为主。

国内发展现状

企业布局

• 宁德时代：布局硫化物固态电池，2030年后实现商业化。
• 国轩高科：与美日企业合作，2022年发布半固态电池，预计2023年批量交付。
• 辉能科技：实现固态电池商业化，2024年为VinFast供货，2028年计划量产。
• 清陶新能源：由清华大学南策文院士团队创办，2022年建成10GWh产线，预计2024年量产。
• 赣锋锂业：2017年切入固态电池领域，2022年建成2GWh产线，产品能量密度达235~280Wh/kg。
• 卫蓝新能源：依托中科院物理所，2022年完成D轮融资，已具备量产能力，产品能量密度达300Wh/kg。

装车进展

• 东风岚图：2023年搭载170Wh/kg半固态电池。
• 蔚来：2023年推出360Wh/kg半固态电池。
• 赛力斯：2023年搭载90kWh半固态电池。
• 大众：2025年计划建立固态电池量产线。
• 宝马：2025年推出原型车，2030年实现量产。

投资建议

• 固态电池作为下一代电池技术，具备显著优势，有望在未来几年内实现商业化。
• 半固态电池作为过渡方案，具备更高的技术可行性和产业化潜力，是当前重点布局方向。
• 建议关注具备核心材料研发能力、具备量产经验、与整车厂合作密切的企业，如卫蓝新能源、辉能科技、清陶新能源等。

风险提示

• 固态电池技术仍处于研发和中试阶段，量产难度大。
• 固态电解质材料成本高，技术成熟度低，可能影响商业化进程。
• 产业链配套不完善，设备和工艺仍需优化。
• 政策与市场接受度存在不确定性，可能影响推广速度。