中信证券:半固态电池装车引领 全固态电池未来可期

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中信证券研报指出,全固态电池不使用隔膜与电解液,突破安全与能量密度瓶颈,具有巨大应用潜力,但受制于成本与实际应用性能,全固态电池尚处于起步阶段,随着半固态电池产业化与装车引领,全固态电池未来可期。2023年6月卫蓝新能源半固态电池交付蔚来,2023年10月Solid Power向宝马交付全固态动力电池A样,上汽、广汽、宝马、丰田等相继宣布固态电池装车时点,产业化未来可期。材料体系方面,我们预计正极材料将从高镍三元过渡至富锂锰基,负极将从硅碳负极过渡至金属锂。我们认为随着固态电池产业链降本和产业化程度提升,固态电池各环节将充分受益。

  全文如下

固态电池|半固态装车引领,全固态未来可期

全固态电池不使用隔膜与电解液,突破安全与能量密度瓶颈,具有巨大应用潜力,但受制于成本与实际应用性能,全固态电池尚处于起步阶段,随着半固态电池产业化与装车引领,全固态电池未来可期。2023年6月卫蓝新能源半固态电池交付蔚来,2023年10月Solid Power向宝马交付全固态动力电池A样,上汽、广汽、宝马、丰田等相继宣布固态电池装车时点,产业化未来可期。材料体系方面,我们预计正极材料将从高镍三元过渡至富锂锰基,负极将从硅碳负极过渡至金属锂。我们认为随着固态电池产业链降本和产业化程度提升,固态电池各环节将充分受益。

▍固态电池:突破安全与能量密度瓶颈,半固态电池先行提升经济性。

固态电池与液态电池核心区别在于固态电解质取代隔膜与电解液,实现锂电池本质安全与能量密度提升。主流电解质体系聚合物、氧化物和硫化物各有优缺点,聚合物成本低、加工性能好,但离子电导率较低,氧化物稳定性更强但加工性能差,硫化物离子电导率较高、加工性能相对较好,但稳定性低。

与液态电池相比,固态电池安全性与能量密度更高,但在循环寿命与快充性能上不足,影响固态电池产业化的核心问题有:1)成本高;2)高电导率和加工性能难以兼顾;3)界面接触问题。解决思路有:1)半固态电池先产业化,规模效应降低电解质材料成本提高经济性;2)电解质复合化,结合多类电解质性能优势;3)优化材料体系、材料表面包覆、增大电解质成膜压力、原位凝固等技术方式改善界面问题。

欧美日韩中路线各异,中国半固态产业进程领先。产业化进程:

1)日韩专利全球领先,头部车企与电池厂集中硫化物全固态电池研发产业化;2)欧美路线各异,奔驰、大众、宝马、福特等老牌车企投资QuantumScape、Solid Power等固态电池厂商合作开发,已实现试产装车测试;3)国内侧重路线为氧化物半固态电池,锂电厂商与新兴固态电池厂商共同发力,据各公司官方披露口径统计,国内固态电池已有/在建/规划产能达数百GWh。

装车进展来看,据赣锋锂电官方微信公众号,赣锋锂电固态电池2021年小批量装车东风E70;据卫蓝新能源官方微信公众号,卫蓝新能源于2023年6月向蔚来正式交付半固态电池;据Solid Power公司公告,Solid Power于2023年10月向宝马交付了A-1固态动力电池;据上汽集团全景网投资者互动平台,上汽智己将于2024年装载清陶能源半固态电池,宝马公司在公司公告中表示计划在2025年之前推出基于Solid Power技术的第一辆原型车,广汽集团在2023年11月广州国际车展上宣布2026年将实现全固态电池装车。

我们认为2023年固态电池获重要进展,将引领后续发展。出货量来看,中商产业研究院预测,2030年国内半固态+全固态电池出货量251.1GWh,对应2022-2030年将增长近86倍,期间CAGR为75%,增长迅速;中研普华产业研究院报告预测,2030年全球半固态+全固态电池出货量将超500GWh。

正极由高镍三元向富锂锰基转变,负极由碳硅负极向金属锂过渡。

半固态电池比液态锂离子电池安全性更高,高镍三元/硅碳负极更能发挥性能优势,对于全固态电池,由于固态电解质电压耐受能力更强,正极方面可选电压平台更高的富锂锰基正极材料,具有更低的成本和更高的克容量,是未来全固态电池的理想选择。负极方面,高克容量的金属锂电池在全固态电池中不会出现锂枝晶刺穿隔膜热失控的问题,有望得到广泛应用,导电材料端,碳纳米管用量有望增加。

风险因素:

新能源汽车技术路线超预期变化;新能源汽车产业国内外政策变化不及预期;半固态电池量产装车进展不及预期;固态电池技术发展及落地不及预期;固态电池降本不及预期;半固态/固态电池产能释放不及预期。

投资策略。

固态电池具有广泛的应用前景,2023年以来半固态电池装车引领下,全固态电池未来可期,随着未来固态电池产业化程度不断推进,我们认为固态电池产业链各环节将充分受益。

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