[Table_Title] 电气设备行业专题研究 下一代锂电池技术，固态电池未来可期 2023 年 03 月 16 日 [Table_Summary] 【投资要点】 ◆ 传统锂电池逐渐达到瓶颈，固态电池优势明显。目前，锂离子电池在便携式电子设备和电动汽车上已经得到广泛应用。但是，基于氧化物正极与石墨负极的传统锂离子电池的能量密度越来越接近其理论上限。而固态电池由于其特性，拥有例如安全性高、体积较小、能量密度高等优势。目前，市场上应用的磷酸铁锂电池单体能量密度约为120-140Wh，三元电池单体能量密度约为130-220Wh，而固态电池可提供的能量密度约为300-400Wh，远远超出传统的电池。 ◆ 固态电池技术前景良好，受到各国重视。固态电池作为一种新型的电池技术，近年来在国内外发展态势良好，具有优秀的应用前景.固态电池产业在欧洲、美国、日本等国家均受到了很大重视，众多知名企业与研究机构纷纷投入到固态电池的研发、生产等环节。丰田已推出能量密度为400Wh/L的全固态锂离子电池，美国，Sakti3公司已研发出能量密度达到1000Wh的固态电池。 ◆ 聚合物体系最早量产，硫化物体系理论上最佳，氧化物体系发展最快。目前，固态电池的研发路线存在聚合物体系、硫化物体系、氧化物体系三种。其中，聚合物体系的固态电池最早实现小规模量产；硫化物体系由于其相对氧化物固态电解质其离子电导率高，因此其在理论上是制作固态电池最佳的材料；而氧化物固态电解质具有热稳定性好、高电导率和电位窗宽等优点，是近年来发展最快的固态电解质类型。 ◆ 各大企业发展创新，固态电池产业化加速。由固态锂电池过渡是锂电技术进步的重要趋势。国内的各大企业也积极创新，不断推进固态电池的产业化发展。目前，清陶能源已经研发出能量密度可达400Wh/kg以上的固态电池，卫蓝新能源成功量产了360Wh/kg车规级固态电池产品，赣锋锂电所拥有的第二代固态电池能量密度达到400Wh/kg，国轩高科目前拥有360Wh/kg三元半固态电池。 【配置建议】 ◆ 固态电池应用前景良好，在该领域拥有技术领先的企业或将获益。相关标的：赣锋锂业、国轩高科、金龙羽、上海洗霸、东方锆业。 【风险提示】 ◆ 固态电池技术突破不及预期；原材料出现大幅波动；宏观经济表现不及预期；政策变化。 [Table_Rank] 强于大市（维持） [Table_Author] 东方财富证券研究所 证券分析师：程文祥 证书编号：S1160522090002 证券分析师：周旭辉 证书编号： S1160521050001 [Table_PicQuote] 相对指数表现 [Table_Report] 相关研究 《4680从0到1，结构件厂商受益》 2023.02.28 《重视特斯拉储能产业链相关机会》 2023.02.28 《大储的拐点：增长加速，成本转降》 2023.01.19 《光伏锂电：上游中游降价，下游终端放量》 2023.01.09 《供需逆转，创新突围》 2022.12.28 -27.33%-18.43%-9.54%-0.64%8.25%17.15%3/165/167/169/1611/161/16电气设备沪深300 [Table_Title1] 行业研究/电气设备/证券研究报告 挖掘价值投资成长 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 正文目录 1．固态电池优势显著，多方争先布局 .................................................................. 4 1.1．固态电池——下一代高性能电池 .................................................................. 4 1.2．固态电池有效优化传统锂电池缺陷 .............................................................. 5 1.2.1．固态电池安全性高 ...................................................................................... 5 1.2.2．固态电池体积优势明显 .............................................................................. 6 1.2.3．固态电池打破传统锂离子电池能量密度瓶颈 .......................................... 7 1.3．产学研结合，助力固态电池发展 .................................................................. 7 1.3.1．各国企业竞争布局固态电池产业，中国率先规模化量产 ...................... 7 1.3.2．政策、高校双助力，加快固态电池产业发展 .......................................... 9 2．固态电池构成、制造工艺及关键挑战 .............................................................. 9 2.1.三种主流固态电解质概况、优点及局限 ........................................................ 9 2.1.1.聚合物固态电解质—最早实现小规模量产 ................................................ 9 2.1.2.硫化物固态电解质—理论上最佳的固态电解质材料 .............................. 10 2.1.3.氧化物固态电解质—发展最快的固态电解质类型 .................................. 10 2.1.4.三种固态电解质对比与总结—复合电解质或成未来研发方向 .............. 11 2.2.固态电池的制造—核心在于固态电解质成膜工艺和集成工艺 .................. 12 2.3.固态电池目前面临的关键挑战 ...................................................................... 13 2.3.1.全固态电池的界面优化问题 ...................................................................... 13 2.3.2.材料成本高、供应链体系不够完善 .......................................................... 14 3．各大企业发展创新，固态电池产业化加速 .................................................... 14 3.1.清陶能源：产线建设，推进固态电池规模化生产 ........................................ 14 3.2.卫蓝新能源：技术积累，引领国产固态电池商业化 .................................... 16 3.3.天目先导：尖端人才，助力固态电池深度创新 ............................................ 18 3.4.赣锋锂业：完善的锂资源产业链，助力固态电池新成长空间 .................... 19 3.5.国轩高科：深耕技术，推进固态电池技术迭代升级 .................................... 21 3.6.金龙羽：聚焦未来，切入固态电池新赛道 .................................................... 21 3.7.上海洗霸：积极合作，共促固态电池产业进程 ............................................ 23 3.8.东方锆业：二氧化锆产线发展，推进固态电池创新研究 ............................ 24 4．风险提示............................................................................................................ 25 图表目录 图表1：硫化物全固态电池结构示意图 ................................................................. 4 图表2：固态电池内部串联结构与传统锂电对比 ................................................. 5 图表3：近年来锂离子动力电池事故 ..................................................................... 5 图表4：热失控诱因总结......................................................................................... 6 图表5：不同结构固态电池的示意图 ..................................................................... 6 图表6：日产公布的固态电池生产设备 ................................................................. 8 图表7：氧化物固态电解质类型简介 ................................................................... 10 图表8：不同类型稳定性问题的雷达图 ............................................................... 12 图表9：不同类型电化学窗口和锂离子电导率 ................................................... 12 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 图表10：三种固态电池与液态锂电池制造工艺对比 ......................................... 12 图表11：清陶能源组织架构（截止至2022年12月30日） ........................... 14 图表12：清陶能源研发体系................................................................................. 15 图表13：清陶能源发展历程................................................................................. 16 图表14：卫蓝新能源发展历程............................................................................. 17 图表15：卫蓝新能源固态电芯产品展示 ..........................................