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

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报告 | 行业深度 2024年05月04日 电力设备 聚焦安全与续航，固态电池产业化进程加速 固态电池相较液态锂电具备能量密度与安全性优势。相较于液态锂电池产品，固态锂电池与其最大区别在采用固态电解质替换了电解液与隔膜结构，从而实现了能量密度与安全性的提升。此外固态电池在正极材料与负极材料方面均有相应迭代更新。其中在正极材料方面，固态电池将从三元材料切换至氧化物材料或尖晶石正极又或是富锂锰基等材料方案；负极材料方面，长期来看固态电池将由石墨与硅碳负极切换至锂金属负极。从制造端来看，固态电池制造工艺不同于液态电池，多采用“软包+叠片”形式封装；固态电池成膜工艺是关键，干法有望凭借安全和环保性等优势成为未来行业主流。 半固态电池为过渡技术路线，发展重点在于材料体系创新。受制于材料性能与成本问题，目前固态电池距离大规模量产化仍有一定距离，而半固态电池相较于液态在电池材料体系与制造工艺差异较小，且具备优于液态锂电池的能量密度与安全性，短期内将作为固态电池的过渡路线。半固态电池和传统电池的区别是仅将电解液的用量降低，而在体系上并没有区别，并可以从正极、负极、隔膜、电解质和电解液等多方面进行技术创新，包括对电池正极材料进行修饰改性、负极预锂化、复合涂层隔膜等技术体系创新。 各国多重政策加码，2030年固态电池规模有望超200GWh。美日德中各国推出相关政策和计划，明确固态电池主要发展目标。今年，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。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。假设2025年全球动力/消费/储能电池固态电池渗透率为1%/2%/0.7%，2030年渗透率为5%/10%/4.7%，则预计对应2025/2030年全球固态电池需求量为18/223GWh，2025-2030年CAGR为65.8%。 日韩主攻硫化物体系技术路线，欧洲偏向于聚合物体系路线，美国多条技术路线推进，中国以氧化物体系路线为主。国外对固态电池的研发投入较早。当前日韩企业和研究机构主要走硫化物体系的技术路线，如丰田、本田、现代、三星等；欧洲偏向于聚合物固态电池，如Bollore等；而美国以创业公司为主，多条技术路线同时推进，如Solid Battery等企业以硫化物为主，Quantum Scape等以氧化物为主，Ionic Materials等以聚合物为主。 国内电池与电池材料企业加快布局，半固态电池已实现装车。无论在电池端还是材料端抑或是整车端，具有企业进行固态类电池的布局。 1）电池端：宁德时代布局凝聚态电池，已和商飞合资成立了商飞时代；赣锋锂业2GWh一代固态电池产线正在投产；孚能科技目前已有半固态产品实现量产装车；国轩高科已发布能量密度为360Wh/kg的半固态电池。 2）材料端：三祥新材已向清陶能源提供锆基材料；瑞泰新材LiTFSI在固态电池中已形成批量销售；翔丰华已与清陶能源签署战略合作协议；上海洗霸固态电解质粉体材料处于吨级至十吨级/年工业化标准产线阶段；当升科技相关固态锂电产品已成功导入辉能、清陶、卫蓝新能源、赣锋锂电等固态电池客户并实现批量销售；容百科技高镍和超高镍正极材料已导入卫蓝新能源等固态电池企业，并实现批量出货。 3）整车端：随着相关材料端与电池端的技术初具规模，蔚来汽车、东风岚图、智己汽车和广汽埃安等造车新势力为打造新能源汽车产品差异化，率先在部分产品导入半固态电池。 投资建议：建议关注电池端的宁德时代、国轩高科、孚能科技、赣锋锂业；材料端建议关注三祥新材、当升科技、容百科技、元力股份、天奈科技、胜华新材、东方锆业、金龙羽、瑞泰新材、上海洗霸、翔丰华等。 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；模型测算风险。 增持（维持） 行业走势 作者 分析师 杨润思 执业证书编号：S0680520030005 邮箱：yangrunsi@gszq.com 分析师 林卓欣 执业证书编号：S0680522120002 邮箱：linzhuoxin@gszq.com 相关研究 1、《电力设备：上海发布新一轮电车置换补贴政策，等待硅料检修信号》2024-04-21 2、《电力设备：“柔性直流”海上风电再下一城，隆基首个绿色甲醇项目开工》2024-04-14 3、《电力设备：隆基绿能签下颗粒硅三年长单，《千乡万村驭风行动》通知发布》2024-04-07 -48%-32%-16%0%16%2023-052023-082023-122024-04电力设备沪深300 2024年05月04日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 一、固态电池为下一代电池技术，半固态电池或成过渡产品 ...................................................................................... 4 1.1固态电池为液态锂电池升级方向，可解决能量密度短板与安全性问题 ............................................................ 4 1.2固态电池技术核心为固态电解质，正负极体亦需创新 .................................................................................... 7 1.2.1固态电解质为技术核心，主要包括三种主流路线 ................................................................................. 7 1.2.2正负极材料体系需创新，半固态电池对隔膜性能有更高要求 ................................................................ 8 1.3成膜工艺是固态电池的制造关键，材料体系创新是半固态电池的核心 ............................................................ 9 1.3.1固态电池制造工艺不同于液态电池，主要采用“软包+叠片”形式封装 ................................................ 9 1.3.2固态电池成膜工艺是关键，干法有望成未来行业主流 ......................................................................... 10 1.3.3半固态电池关键材料体系创新为核心 ................................................................................................ 11 二、多国政策加码明确发展目标，具备广阔成长空间 ............................................................................................... 13 2.1多国推出相关政策，明确固态电池为重要发展目标 ...................................................................................... 13 2.2预计2030年固态类电池市场超200GWh .................................................................................................... 14 三、国内外加速研发进程，多方企业深度布局固态电池 ........................................................................................... 15 3.1日韩主攻硫化物体系，欧美多为氧化物和聚合物体系 ................................................................................... 15 3.2国内以氧化物路线为主，固态电池材料体系初具规模 ................................................................................... 17 3.2.1电池企业：初创企业与液态锂电龙头积极布局，部分企业小批量装车在即 ........................................... 17 3.2.2电池材料企业：液态锂电材料企业协同电池企业开发固态电池材料 ..................................................... 25 3.2.3车企布局：高端新能源车企积极导入，构筑产品差异化体验 ............................................................... 28 四、投资建议 ....................................................................................................................................................... 32 风险提示 .............................................................................................................................................................. 32 图表目录 图表1：固态电池的发展历程 .................................................................................................................................. 4 图表2：液态电池结构及工作原理 ........................................................................................................................... 5 图表3：固态电池结构及工作原理 ........................................................................................................................... 5 图表4：固态电池和液态电池结构和优劣势对比 ....................................................................................................... 5 图表5：全固态电池、半固态电池与液态电池对主材需求的差异对比 ......................................................................... 6 图表6：Solid Po