固态电池系列报告（二）：锂金属负极 卡位与颠覆 技术分化下机遇几何

行业深度研究|电池 证券研究报告2025年07月29日 锂金属负极：卡位与颠覆，技术分化下机遇几何 固态电池系列报告（二） 核心结论 【核心结论】锂金属兼具高比容量+低电极电势优势，有望成为负极侧长期技术演进方向。2030年后远期弹性测算下锂金属负极应用侧市场空间120~360亿元，以20μm锂金属镀层为基准，对应锂金属需求量961吨~2884吨区间。负极行业大宗化时代格局集中，未来伴随新技扩散将重塑格局。关注技术先行者：英联股份、天铁科技，关注赣锋锂业、道氏技术等布局企业。 【报告亮点】本篇报告多维度对锂金属负极应用测进行定量弹性测算，对锂箔加工多项技术路径进行了详尽梳理和对比。同时梳理了当前上-中-下游环节的产业链开发进度，深度剖析掘金锂金属赛道中的企业核心竞争能力。 【主要逻辑】 下一代固态电池催生负极新技术广阔空间。锂金属负极具备高理论比容量（3860 mAh/g）及低电极电势（−3.04V），能够兼容更高电压（>4.5V vs.Li⁺/Li）的正极材料（如富锂锰基、高镍、不含锂的硫），实现更高的重量比能量密度（500Wh/kg）和体积比能量密度（1000Wh/L）。我们判断2027年后全固态电池市场规模有望呈现0-1扩张，其负极侧技术路径预计呈现硅基负极向锂金属负极逐渐迭代趋势。 分析师 杨敬梅S0800518020002021-38584220yangjingmei@research.xbmail.com.cn ①应用测：海外电池企业路径明确，国内头部大厂紧随其后：海内外电池企业全固态电池量产时间节点普遍集中在2027~2028年，负极侧海外新锐固态电池企业Solid Power、Factorial Energy均已明确采用锂金属负极作为下一代固态电池迭代方向，国内宁德时代、清陶能源技术布局领先。 朱北岑S080052504001015201911274zhubeicen@xbmail.com.cn ②产业链：锂企驱动、负极厂布局、箔材厂切入多方竞合：上游锂企主导原材料优势，其核心竞争力在于高纯度、低成本、高安全的金属锂锭/箔的规模化制备能力，赣锋锂业和天铁科技在金属锂压延工艺上位居行业前列；中游负极材料厂商凭借深厚的材料研发、涂层技术和电池应用理解，积极向更具前瞻性的锂金属负极拓展，其优势在于对负极-电解液界面、复合负极结构的深刻理解和开发能力；箔材厂深耕高性能铜箔集流体，将其精密箔材加工技术向锂金属沉积/复合集流体领域延伸，英联股份有望成为关键沉积工艺和新型集流体结构的重要开发者。 相关研究 电池：走出伊甸园，如何量化欧洲市场空间—海外电动车主题系列报告（一）2025-07-03电池：国产品牌高端化与快充车型主流化—2025上海车展总结2025-05-01固态电池系列一：产业化进程加速，材料体系迎来变革2024-10-21 ③技术路径：压延法率先规模落地，蒸镀法性能领先产业化可期：锂箔制备工艺压延法技术成熟度领先，蒸镀工艺具性能领先+产业化可行性，液相法（熔融法）及电化学沉积法副反应多，生产可靠性较差。锂箔厚度方面当前压延法约20-50μm，具备连续生产能力，但未来极薄化尚需推进工艺升级；蒸镀法理论可至10μm内，精准控制膜厚优势显著，具备连续生产潜力，但初始设备投入大，沉积速率低，当前处于实验室小试阶段。 风险提示：市场需求不及预期；技术升级不及预期；假设条件不及预期。 1|请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明 内容目录 一、大宗化时代负极格局集中，远期新技术扩散重塑格局....................................................31.1下一代固态电池催生负极新技术广阔空间...................................................................31.2突破限制，锂金属负极为长期技术演进方向................................................................61.3安全基石稳固，电解质改进、结构设计、界面工程改善推动锂金属商用..................10二、压延法和蒸镀法并行，多方竞合格局掘金投资机遇.....................................................112.1：压延法成为主导，蒸镀法性能领先产业化可期........................................................112.2：上-中游产业链动须相应，掘金锂金属负极投资机遇................................................132.3：英联股份：复合箔厚积薄发，锂金属蒸镀工艺对接大厂..........................................132.4：天铁科技：锂金属全产业链Know-how，eVOLT产业化应用率先落地...................15三、风险提示......................................................................................................................17 一、大宗化时代负极格局集中，远期新技术扩散重塑格局 1.1下一代固态电池催生负极新技术广阔空间 负极行业复盘：大宗化时代格局进一步集中，更高性能要求下硅基、锂金属负极技术应运而生。负极材料主要影响锂离子电池的首次库伦效率、能量密度、循环性能等，是锂离子电池最重要的原材料之一。负极材料行业格局与技术路线复盘： （1）1999-2017年：本土负极企业抓取全球化机遇。上世纪90年代，日本索尼公司研发出首款商用锂电池，初代锂电池负极的石油焦受限于结构及比容量问题而被中间相炭微球（MCMB）材料取代进行广泛应用，负极材料行业由日本完全垄断。1999年杉杉股份寻求新能源转型与鞍山热能研究院合作实现MCMB大规模量产，本土负极材料企业开始发力。3C电池趋势下，开发性能更优的石墨材料以淘汰成本高且容量较差的MCMB材料成为产业主要趋势。2000年贝特瑞突破天然磷片石墨化技术使得天然石墨开始国产化，2005年杉杉股份成功研发出人造石墨负极材料FSN-1，2012年江西紫宸成立并与ATL达成密切合作，逐步实现高端化突破。1999-2017年期间，锂电下游应用场景侧重点不断变化，本土企业贝特瑞、杉杉股份等逐步成长为全球负极龙头，中国负极产量全球占比持续提升。 （2）2018-2021年：一体化模式跑马圈地。2018年供给侧改革以来，石墨化成为负极材料行业竞争差异化的关键，委外加工模式逐步转向一体化模式以增强成本与产品优势。在供给短缺叠加原材料上涨的背景下，石墨化一体化布局可有效保证供应链的安全，提高成本掌控力。贝特瑞、杉杉股份、璞泰来分别通过合资、自建、收购的方式实现石墨化上游一体化。凯金能源、尚太科技基于自身石墨化优势率先建立成本领先性，且向下游延伸成为宁德时代等头部电池厂核心供应商，中科电气介于技术导向与成本导向两类之间。 （3）2022-2025年：大宗化时代格局进一步集中。大宗化时代意味着化工企业可以依靠纵向一体化能力、横向循环优势参与到锂电材料的竞争中，原有的锂电材料龙头需要通过整合上游资源，联合化工企业等方式强化竞争壁垒，同时大宗化时代对企业在供应链管理和技术创新降本方面提出了更高的要求。当前TWh时代对材料企业的供应链与副产品回收能力要求明显提升，持续性壁垒的形成需要兼具精细与大宗化工能力。负极材料历经全球化、一体化演进，已步入百万吨级大宗品阶段，供应链能力面临严峻考验，上游焦类（特别是低硫焦）供应瓶颈日益凸显。主流企业（如贝特瑞、杉杉、中科电气）纷纷锁定针状焦、石油焦资源以保障供应。面对低硫焦持续紧张及头部电池厂商（如宁德时代）的示范效应，研发中硫焦混配技术以降低低硫焦依赖渐成趋势。由此，负极行业的竞争焦点已从石墨化工艺效率，纵深延伸至对关键焦类原料的战略掌控与优化利用能力。 （4）2025年开始：工艺突破驱动硅基负极产业化提速，2027年固态电池有望催生更高性能金属锂负极新需求，远期看新技术全面扩散或带来格局重塑。硅基负极理论比容量（4200 mAh/g）远高于传统石墨负极（372 mAh/g），有望大幅提升锂离子电池能量密度，而球磨法向CVD硅碳工艺迭代大幅提升硅基负极产业化能力，新晋企业如天目先导、兰溪致德CVD硅碳进展领先。2025年3C领域旗舰机型电池容量迈向7000mAh，头部企业竞相布局硅基负极机型，产品应用层面有望逐步呈现由高端旗舰机型向中端机型渗透趋势。2027年全固态电池有望实现0-1装机突破，锂金属负极兼具高理论比容量、低电化学电位、轻量化等明显优势，有望成为下一代固态电池首选负极材料。 资料来源：EVTANK，北极星储能网，中国粉体网，Ofweek，西部证券研发中心 资料来源：鑫椤咨讯，西部证券研发中心 资料来源：鑫椤咨讯，西部证券研发中心 负极新材料市场空间测算：硅负极于消费电池领域率先起量，远期逐步实现动力电池领域渗透（eVOLT、新能源汽车）。经测算，中性预期下我们预计2028年全球硅负极需求量约3.8万吨，据中冶有色网硅碳负极价格趋势变化，假设30万元/吨，对应市场空间约113.8亿元；2027年全固态电池有望实现小规模装机带来锂金属新需求。经测算，2028年全球锂金属需求量约0.001万吨，据天铁科技锂金属价格交流，假设60万元/吨，对应市场空间约0.07亿元，而锂箔复合带的产品价值量更高。 核心假设如下： （1）消费电池领域：据Canalys及IDC，2024年全球智能手机及平板电脑出货量分别为12.2亿台及2.6亿台，受手机换机周期及AIPC拉动，预计2028年手机及平板电脑出货量分别为13.9亿元台及3.1亿台。据大数跨境，2024年消费及商用无人机市场销量约819万台，受益于全球无人机市场需求明显增长，假设2028年全球无人机市场销量约920万台，综上3C领域合计对应约51.2GWh锂电池需求；据EVTANK，2024年电动工具小圆 柱电芯出货量约26.3亿支，受益全球电动工具及两轮车需求增长，2028年出货量有望达40亿支，假设60%为2Ah 18650圆柱电芯，40%为4Ah 21700圆柱电芯，对应约41.5GWh锂电池需求。假设硅负极渗透率30%，掺杂比例12%，对应硅负极需求0.33万吨。 （2）小动力电池领域：低空经济被国家列为战略新兴产业，随着国家及各地政府支持政策不断出台行业发展应用有望提速，假设2028年观光场景+短途载客场景下eVOTL年增量为5500架，单台配电量约150kWh，对应0.8GWh锂电池需求。假设硅负极渗透率90%，掺杂比例12%，对应硅负极需求0.009万吨。 （3）新能源汽车：全球不同区域市场受政策及车型周期影响，电动车销量增速方差较大，长期看受益于2025年后欧洲市场强车型周期及东南亚、拉美等新兴市场进一步放量，2028年全球新能源汽车销量有望超3000万辆，对应超2TWh锂电池需求。假设硅负极渗透率15%，掺杂比例10%，对应硅负极需求3.5万吨。 （4）全固态电池：类比中国2009年开启“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程，受国内政策扶持及产业化不断推进，2028全固态电池出货量有望达1.1GWh，假设硅负极渗透率90%，锂金属负极渗透率10%，分别对应0.08万吨硅负极及0.001万吨锂金属需求（20μm镀层基准）。 西部证券2025年07月29日 远期锂金属负极市场空间广阔，弹性测算下负极应用侧锂箔复合带市场空间120~360亿元。若以20μm锂金属镀层为基准，对应锂金属需求量961吨~2884吨区间。核心假设如下：