固态电池渐行渐近、新技术及工艺持续涌现

证券分析师：朱洁羽执业证书编号：S0600520090004联系邮箱：zhujieyu@dwzq.com.cn 摘要 ◆固态电池安全性更强，能量密度更高：液态电池容易存在热失控问题，固态电池用固态电解质替代液态电解质及隔膜，初始放热温度在200℃以上，无液态流动电解质，具有不可燃特性，因此更加安全，同时致密固态电解质可以阻挡锂枝晶穿刺，降低短路风险。固态电池相较而言采用固态电解质，可大幅提升电池能量密度，能量密度可突破500Wh/kg，帮助电车实现更长续航。但固态仍存在离子电导率低、循环寿命差以及成本相对高昂等问题。 ◆固态电池技术路线多样，硫化物为目前主流方向。根据固态电池电解质材料进行划分，固态电池可以划分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种，四种技术路线各有优劣，硫化物固态电解质未来最具潜力，具备极高的离子电导率，部分硫化物电解质的离子电导率甚至已经超越电解液，此外具备相对较好的界面接触性能、柔韧可加工性，成为主流厂商重点布局的路线。 ◆政策及产业链支持力度加大，固态商业化逐步加速，预计2030年固态需求达100gwh。1）政策端看：国家层面陆续发布政策支持加快固态电池发展。2020年起，我国首次将固态电池研发上升至国家层面，加大固态电池发展力度，2023年加强固态电池标准体系，2025年3月提出建立全固态电池标准体系，以加速固态电池产业化发展进程，固态电池商业化逐步提速。2）电池端：近期各电池厂商纷纷更新固态进展，宁德时代5GWh全固态产线正式投产，国轩高科发布第一代全固态电池“金石”，各家中试线逐步落地，2026年将陆续进行装车测试，2027年实现小批量量产，2030年大规模量产。3）车企端：多家车企陆续发布固态相关规划，2025年逐步下线车规级电芯，部分车企陆续进行上路测试，部分2026年进行装车测试，2027年行业预计小批量量产，2030年逐步大规模上车。预计2027年固态电池规模达1gwh，2030年加速突破达100gwh，市场空间广阔。 ◆投资建议：考虑固态电池技术迭代加速，中试线陆续落地，设备及材料端持续涌现新技术，我们重点推荐布局干法电极设备的纳科诺尔、制作适合硫化物路线镍铁基集流体的远航精密以及固态前端物料自动化处理的灵鸽科技；建议关注贝特瑞、天马新材、武汉蓝电、力王股份、力佳科技、殷图网联、海希通讯等。 ◆风险提示：进度不及预期、新技术替代风险、原材料价格波动风险。 目录 一.固态电池安全性更强、能量密度更高 二.技术方向多样，硫化物主流方向确定 三.政策及产业链支持力度加大，固态商业化逐步加速 四.北交所产业链标的 一、固态电池安全性更强、能量密度更高 1.1固态电池：安全性更佳、能量更高 ◆固态电池采用固态电解质替代液态电解质、安全性更强，能量密度更高：传统的液态锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液等关键组件构成，正负极材料负责存储锂离子，直接影响电池的能量密度，电解液影响锂离子在充放电过程中的迁移速度，通常采用有机溶剂作为介质。固态电池主要由正极、负极、固态电解质等主材组成，固态电池采用不可燃的固态电解质替代了液态电解质。根据固态电池内部液体含量，可以分为电池液体含量超过10%就是液态电池；液体含量在5%-10%被定义为半固态电池；0%则为全固态电池，固态电池可实现更高的能量密度及更强的安全性 1.2能量密度更高：打破能量密度瓶颈，实现更长续航更 ◆液态电池已接近能量密度上限，固态电池能量密度更高。锂离子电池理论能量密度上限为300Wh/kg，目前已基本接近能量密度上限，固态电池相较而言采用固态电解质，可大幅提升电池能量密度，能量密度可突破500Wh/kg，帮助电车实现更长续航。 1.3安全性更高：不易受热失控，安全性更高 ◆液态电解质存在热失控问题，固态电解质熔沸点更高，抑制锂枝晶生长，安全性更强。液态电池主要存在的问题是热失控问题，电池温度低于60℃时，电池正常工作，当电池遭遇撞击、过度充电或外力穿刺等问题时导致电池温度升至90℃以上，负极表面的SEI膜开始分解，造成嵌锂碳直接暴露在电解液中，二者反应后导致热失控进一步加剧，产生大量可燃气体，隔膜逐步熔化，开始发生内部短路，最终温度达到200摄氏度以上，电解液分解释放氧气，最终产生电池燃烧或者爆炸，相较于液态电池，固态电池用固态电解质替代液态电解质及隔膜，固态电解质的初始放热温度基本都在200℃以上，无液态流动电解质，具有不可燃特性，因此固态电池更加安全。同时致密固态电解质可以阻挡锂枝晶穿刺，降低短路风险。 1.4缺点：离子电导率低，循环寿命差、生产成本高 ➢离子电导率低、循环寿命差：固态电池中电极与电解质之间的界面接触为固-固接触，接触面积小，界面电阻高，同时固体电解质中有大量的晶界存在，且晶界电阻往往高于材料本体电阻，不利于锂离子在正负极之间传输，从而影响快充性能和循环寿命，同时固-固接触为刚性接触，对电极材料体积变化更为敏感，循环过程中容易造成电极颗粒之间以及电极颗粒与电解质接触变差，造成应力堆积，导致电化学性能衰减，甚至导致裂缝的出现，造成容量迅速衰减，导致循环寿命差的问题。 ➢固态成本较为高昂。固态电解质用到的部分稀有金属原材料价格较高，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗，叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。 二、技术方向多样，硫化物主流方向确定 2.1路线：硫化物未来潜力最大，为主流厂商重点布局路线 ◆固态电池分为四类技术路线，各有优劣。根据固态电池电解质材料进行划分，固态电池可以划分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种，四种技术路线各有优劣，目前看市场主要以硫化物为发展主流方向。 2.1路线：硫化物未来潜力最大，为主流厂商重点布局路线 ◆硫化物未来潜力最大，头部电池厂商均重点布局。硫化物固态电解质未来最具潜力，具备极高的离子电导率，部分硫化物电解质的离子电导率甚至已经超越电解液，此外具备相对较好的界面接触性能、柔韧可加工性，成为主流厂商重点布局的路线。目前来看，国内宁德时代、比亚迪、华为，日本的丰田、松下，韩国的三星SDI、LG新能源、SKon，美国的QuantumScape、SolidPower等均重点布局硫化物体系。硫化物体系具备突出的性能优势，待材料、设备、工艺突破后，预计成为未来全固态电池的主流路线。 三、政策及产业链支持力度加大，固态商业化逐步加速 3.1政策端：发布政策支持加快固态商业化 ◆国家层面陆续发布政策支持加快固态电池发展。2020年起，我国首次将固态电池研发上升至国家层面，加大固态电池发展力度，2023年加强固态电池标准体系，2025年3月提出建立全固态电池标准体系，以加速固态电池产业化发展进程，固态电池商业化逐步提速。 3.2电池端：加快固态开发，27年实现小规模量产 ◆电池厂商陆续更新固态进展，进度持续加快，27年有望小规模量产。近期各电池厂商纷纷更新固态进展，宁德时代5GWh全固态产线正式投产，国轩高科发布第一代全固态电池“金石”，2026年将陆续进行装车测试，2027年实现小批量量产，2030年大规模量产。 3.3车企端：车企更新固态进展，量产渐行渐近 ◆车企陆续更新固态进展、量产渐行渐近。多家车企陆续发布固态相关规划，2025年逐步下线车规级电芯，部分车企陆续进行上路测试，部分2026年进行装车测试，2027年行业预计小批量量产，2030年逐步大规模上车。 3.4空间：头部企业+产业链加码后，量产速度有望超预期 ◆固态电池产业加速，量产速度有望超预期。固态电池在国家大力支持下，近半年产业链发展迅速，头部企业+产业链加码后，设备前中后端都有长足进步，量产进度有望超预期！硫化物电解质价格目前在千万元/吨（硫化锂几百万元/吨），根据项目指引，26年需降至250万元/吨（硫化锂几十万元/吨），后续降至几十万元/吨（硫化锂20万元/吨），若实现，2030年固态电池成本有望降至接近液态电池水平，在低空、动力和机器人领域开启规模放量！ 四、北交所产业链标的 4.1固态电池产业链图谱 4.2灵鸽科技：固态电池前端物料自动化整体解决方案领军者 ◆提供前端物料自动化整体解决方案，精准赋能固态行业：公司主要业务为浆料产线解决方案、材料产线解决方案以及物料自动化整体解决方案，公司长期深耕锂电、化工、橡塑食品等领域，锂电领域不断配合新技术发展，配合研发固态电池产线物料自动化处理系统，完整系统预计价值量为2000万元/GWh。2025年2月，公司官方公众号披露已拿到某头部电池厂商硫化物固态电池固相混料系统订单、以及某固态电解质企业的氧化物固态电解质全自动计量配料系统订单，未来随固态电池产业持续发展，公司产品有望提升产线效率，公司有望持续受益。 4.3纳科诺尔：干法电极设备先行者，持续拓展固态领域 ◆研发干法电极设备，价值量大幅提升，助力公司业绩成长：2023年公司与清研电子成立合资公司清研纳科进行干法电极设备研发生产与销售，其中研发销售统一通过清研纳科，制造由邢台总部纳科诺尔生产。传统湿法设备700万/gwh，干法设备2000-3000万/gwh，未来预计和湿法辊压+涂布的价值量接近，25年底预计负极干法率先量产，正极干法预计26年有所突破，未来渗透率持续提升，同时公司后续也会生产等静压设备满足固态电池相关发展需求。 数据来源：纳科诺尔官网，东吴证券研究所 4.4远航精密：专注镍铜/镍铝层状复合材料研发，精准匹配铁基集流体技术要求 ◆远航精密作为专业从事电池精密导体材料研发生产的高新技术企业，其核心产品镍带/镍箔、精密结构件及FPC（柔性电路板）主要应用于新能源电池、消费电子、航天航空领域、储能、氢能等领域。为把握行业发展机遇，公司正重点布局固态电池超薄材料技术，致力于研发厚度≤10μm的镍铜/镍铝层状复合材料，以满足固态电池铁基集流体的技术要求，目前公司采用"从上往下"的轧制压薄工艺开展研发工作。随着固态电池市场需求的逐步释放，公司的技术储备为其赢得了先发优势，但实现规模化商业应用仍需时日。 数据来源：远航精密官网，ifind,东吴证券研究所 4.5投资建议 ◆考虑固态电池技术迭代加速，中试线陆续落地，设备及材料端持续涌现新技术，我们重点推荐布局干法电极设备的纳科诺尔、制作镍铁集流体的远航精密以及固态前端物料自动化处理的灵鸽科技；建议关注贝特瑞、天马新材、武汉蓝电、力王股份、力佳科技、殷图网联、海希通讯等。 4.5风险提示 ◆固态电池技术攻关不及预期，下游应用进展低于预期：半固态电池技术仍不成熟，循环次数、倍率性能较差，同时未形成规模量产，成本价格较高，因此下游应用进展存在低于预期的风险。此外固态电池多数仍处于实验室阶段，商用化时间存在较大不确定性。 ◆新技术替代风险：电池技术日异月新、迭代较快，半固态电池仍为到全固态电池的过渡方案，企业大规模扩产，可能存在后续技术升级到全固态电池后，大量产线被淘汰的风险，因此多数企业目前产能规划存在不及预期的可能。此外存在其他电池新技术替代的风险，进一步影响固态电池的产业化进程。 ◆上游原材料价格波动风险：固态电池产业链与技术尚未发展成熟，电解质、更高比能正负极等关键材料采用贵金属，其中锆、锗、锂等金属原材料价格较高，价格波动时，对下游需求影响较大，因此存在价格上涨后，下游需求放缓的风险。 免责声明 东吴证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准，已具备证券投资咨询业务资格。 本研究报告仅供东吴证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议，本公司及作者不对任何人因使用本报告中的内容所导致的任何后果负任何责任。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。 在法律许可的情况下，东吴证券及其所属关联机构