固態(tài)電池再迎新應用方向

 

　　在此背景下，全固態(tài)電芯規(guī)模化量產(chǎn)的必要性和產(chǎn)業(yè)趨勢不斷加強。尤為值得一提的是，低空經(jīng)濟對全固態(tài)電池的成本接納程度較高，這為全固態(tài)電池實現(xiàn)從0到1的規(guī)模化應用突破提供了有力支撐。
 

　　01.為何固態(tài)電池值得關(guān)注
 

　　固態(tài)電池作為一種創(chuàng)新技術(shù)，通過利用固態(tài)電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，顯著提升了鋰離子電池的安全性、穩(wěn)定性和循環(huán)壽命。根據(jù)電解質(zhì)的不同狀態(tài)，固態(tài)電池可分為半固態(tài)、準固態(tài)和全固態(tài)三類，其液體含量分別為5-10wt%、0-5wt%及0wt%。
 

　　近年來，政策層面持續(xù)推動低空經(jīng)濟的商業(yè)化應用。自2023年12月起，低空經(jīng)濟被提升至戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)地位。中央層面，工業(yè)和信息化部等四部門聯(lián)合發(fā)布了《通用航空裝備創(chuàng)新應用實施方案(2024-2030年)》，明確了低空經(jīng)濟的發(fā)展目標。地方層面，如北京市也出臺了相關(guān)行動方案，進一步促進eVTOL(電動垂直起降飛行器)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動低空經(jīng)濟新場景的應用。
 

　　低空經(jīng)濟涵蓋消費與工業(yè)兩大場景，市場設(shè)備數(shù)量快速增長。在居民消費場景中，無人機注冊用戶及無人機數(shù)量均大幅增加。在工業(yè)應用場景中，傳統(tǒng)通用航空企業(yè)和使用民用無人機的通用航空企業(yè)數(shù)量也顯著增多。
 

　　固態(tài)電池作為eVTOL飛行器的核心動力系統(tǒng)關(guān)鍵需求，其性能直接影響飛行器的安全性和飛行性能。固態(tài)電池具有高能量密度、高充放電倍率和高安全性等優(yōu)勢，完全滿足eVTOL飛行器的需求。業(yè)內(nèi)眾多公司也在積極合作，共同推動eVTOL技術(shù)的發(fā)展，如億航智能的EH216-S已成功完成全球首次搭載固態(tài)電池的eVTOL飛行試驗。
 

　　此外，固態(tài)電池在高端汽車領(lǐng)域的應用也日益廣泛。其高續(xù)航能力、長循環(huán)壽命和高能量密度等優(yōu)勢為新能源汽車帶來了諸多益處。已有多款車型采用了固態(tài)電池技術(shù)，如蔚來汽車ET7就搭載了150度半固態(tài)電池。
 

　　市場前景方面，根據(jù)EVTank最近發(fā)布的《2024年中國固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書》預測，到2030年，全球固態(tài)電池出貨量將達到614.1GWh，在整體鋰電池市場的滲透率約為10%。預計全固態(tài)電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化將于2030年左右實現(xiàn)，固態(tài)電池的市場規(guī)模前景廣闊。
 

　　02.固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈解析
 

　　近年來，海外頻繁宣布全固態(tài)電池的后續(xù)量產(chǎn)計劃，這引發(fā)了國內(nèi)的危機意識。為此，2024年政府加大了對全固態(tài)電池相關(guān)研發(fā)的支持力度，加速了國內(nèi)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進程。
 

　　目前，全固態(tài)電池的材料體系已經(jīng)基本確定，主流技術(shù)路線為采用高鎳、鋰磷硫氯和鋰金屬體系，這一體系在安全性上有了大幅提升，能量密度可達到400-500wh/kg。然而，由于工藝和設(shè)備尚不成熟，目前電芯尺寸較小(不超過20Ah)，循環(huán)次數(shù)有限(600-700次)，快充性能也相對較低(低于2C)，且成本較高(4-5元/wh)，這些因素共同制約了全固態(tài)電池的商業(yè)化進程。
 

　　在發(fā)展節(jié)奏上，半固態(tài)電池技術(shù)將先行一步，預計在2023-2024年開始小批量裝車發(fā)布。而全固態(tài)電池則預計將在2027年開啟小批量量產(chǎn)，主要以示范運營為主，規(guī)模約為0.5GWh。目標是在未來降低成本至2元/wh，并隨著規(guī)模效應的釋放和成本的持續(xù)下降，預計到2030年規(guī)模有望達到3-5GWh，到2035年規(guī)模更是有望突破300GWh。
 

　　在電解質(zhì)路線選擇上，硫化物路線被認為未來潛力最大，頭部電池廠商均在此領(lǐng)域重點布局。硫化物電解質(zhì)因其離子電導率最高、質(zhì)地軟易加工而成為主流廠商的重點研發(fā)方向。其中，鋰磷硫氯因其成本優(yōu)勢已成為量產(chǎn)的主流選擇，目前報價在1-4萬元/公斤之間。降低硫化物電解質(zhì)成本的關(guān)鍵在于前驅(qū)體硫化鋰，但目前其價格昂貴，報價在500萬元/噸以上。未來隨著工藝和設(shè)備的突破，成本有望大幅降低。
 

　　此外，全固態(tài)電池的工藝難點在于前道成膜環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)對固態(tài)電解質(zhì)膜的厚度、材料分散的均勻性和負極的平整度都有極高的控制要求，需要達到微米甚至納米級別。目前生產(chǎn)設(shè)備尚不成熟，無法達到量產(chǎn)要求，需要定向開發(fā)相關(guān)設(shè)備和技術(shù)以確保電池性能的一致性。
 

　　東吳證券建議關(guān)注幾條主線：①電池推薦寧德時代(凝聚態(tài)+硫化物)、比亞迪(硫化物)；②電解質(zhì)推薦容百科技(正極+硫化物)、當升科技(正極+硫化物)、湖南裕能(正極+電解質(zhì))、天賜材料(硫化物+硫化鋰)、恩捷股份(硫化物+硫化鋰)，重點關(guān)注廈鎢新能(正極+硫化鋰)，關(guān)注三祥新材(氧化物/鹵化物)等；③添加劑推薦天奈科技(導電劑)、元力股份(硅碳)等；④設(shè)備推薦納科諾爾(干法電極)、曼恩斯特(陶瓷化+干法電極)、先導智能(固態(tài)整線)、璞泰來(前中段+電解質(zhì))，關(guān)注贏合科技(前中段)等。