电气设备行业专题研究：固态电池产业链梳理

电气设备行业专题研究 / 固态电池产业链梳理 挖掘价值投资成长 / 2024年12月02日 【投资要点】 固态电解质环节衍生出电解质原材料和电解质膜两个环节。目前上市公司在固态电解质的布局主要包括电解质本体，电解质原材料和电解 质膜三个方向，具体路线主要包括硫化物、氧化物和氯化物三种路线。代表性企业有分别布局硫化物和氧化物电解质的恩捷股份和三祥新材，布局电解质膜的长阳科技，布局硫化锂材料的赣锋锂业和有研新材。 硅碳负极应用确定性高。无论是硫化物还是氧化物路线的固态电池，负极材料的选择都是硅碳负极。金属锂负极因为可以进一步提升固态电池的能量密度，则是固态电池负极材料的终极选择。固态电池正极材料目前主要采用高镍或者超高镍三元材料。布局硅碳负极代表性企业有璞泰来、贝特瑞和多氟多，布局锂金属负极企业主要有赣锋锂业。 硫化物固态电池通常是软包的形态，所以会产生铝塑膜的需求。目前公开表示在固态电池领域有布局的代表性企业主要是紫江企业。固态电池中，碳纳米管的用量也会显著高于液态锂离子电池。目前上市公 司中公开表示在单壁管导电剂领域有布局的公司主要包括天奈科技和道氏技术。固态电池设备在干法电极、特种叠片机等方向会有新需求。目前公开表示在固态电池设备端有布局的公司主要有曼恩斯特、 纳科诺尔、海目星、利元亨和先导智能等。 【配置建议】 电解质膜和锂金属负极环节目前布局企业较少，且具有稀缺性，分别建议关注长阳科技和赣锋锂业。硫化锂材料，建议关注赣锋锂业。氧化物电解质，建议关注三祥新材。硅碳负极材料，建议关注头部公司璞泰来和贝特瑞。导电剂领域，建议关注天奈科技和道氏技术。铝塑膜领域，建议关注已经与固态电池企业有合作的紫江企业。正极材料领域，建议关注容百科技、当升科技、中伟股份和天华新能。设备领域，建议关曼恩斯特和海目星。 【风险提示】 固态电池技术路线与预期不符的风险；固态电池性能提升和技术瓶颈攻克不及预期的风险；固态电池产业化进度不及预期的风险 强于大市（维持） 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号：S1160521050001 证券分析师：李京波，程文祥证书编号：S1160522120001证书编号：S1160522090002 联系人：程文祥 电话：021-23586475 相对指数表现 22.38% 13.91% 5.43% -3.05% -11.52% -20.00% 12/22/24/26/28/210/2 电气设备沪深300 相关研究 《业绩拐点已现，景气周期可期》 2024.09.18 《智利锂资源开发政策走向何处？》 2024.06.19 《锂矿板块缘何大跌？》 2024.02.01 《锂矿股价和锂盐价格的领先滞后关系》 2023.12.18 《海外锂矿掘金，非洲锂矿梳理》 2023.09.12 行业研究 电气设备 证券研究报告 2017 正文目录 1.固态电解质、电解质膜和电解质原材料3 2.固态正极和负极材料4 3.固态导电剂和铝塑膜5 4.固态电池设备6 5.投资建议7 6.风险提示7 图表目录 图表1：布局固态电解质和电解质相关材料的个股3 图表2：布局硅基和锂金属负极的个股4 图表3：布局固态高镍三元正极和前驱体个股5 图表4：布局导电剂和铝塑膜个股5 图表5：布局固态电池设备的个股6 2017 1.固态电解质、电解质膜和电解质原材料 上市公司积极布局固态电解质、电解质原材料和电解质膜三个方向。目前上市公司在固态电解质的布局主要包括电解质本体，电解质原材料和电解质膜等三个方向，具体路线包括硫化物、氧化物和氯化物三种路线。目前，公开表示在硫化物电解质方向有布局的上市公司主要包括厦钨新能、恩捷股份、天赐材料、容百科技、三祥新材、金龙羽和上海洗霸等。其中，厦钨新能、恩捷股份、天赐材料、容百科技等公司均为锂电材料厂商，布局路线以硫化物电解质为主，部分企业也同时布局氯化物和氧化物电解质。 图表1：布局固态电解质和电解质相关材料的个股 材料 公司 进展 硫化锂 赣锋锂业 制备出的硫化锂粒度分布均匀，一致性高，粒度小、结晶性好 恩捷股份 已完成小试吨级年产能建设和运行，并搭建完成百吨级硫化锂中试生产线 有研新材 高纯硫化锂项目取得阶段性进展，已实现产品小批量稳定制备 天齐锂业 实现电池级硫化锂产品的稳定制备并完成多批次的客户打样工作 容百科技 硫化锂专利，混合锂的硫基化合物和碳源，然后进行烧结 电解质 厦钨新能 通过采用快离子导体等创新技术，已实现固态电解质的吨级生产和稳定可靠的产品性能 恩捷股份 公斤级以上规模，满足国内外头部电池企业性能指标；在搭建10吨级硫化物固态电解质产线 天赐材料 硫化物电解质中试阶段，配合下游电池客户做材料验证，计划2025年建设中试产线 容百科技 硫化物、卤化物及氧化物固态电解质等在国内外多家整车及电芯客户的测试中均呈现性能领先 三祥新材 氧化物电解质粉体材料已完成送样供下游客户，并提供氯化物电解质合成所需的锆基氯化物材料 金龙羽 拟建设固态电解质量产线、固态电池及其他关键材料的扩大中试线等，以推动研究成果产业化 上海洗霸 固态电解质粉体材料完成46个批次，覆盖25家客户 电解质膜 长阳科技 超高孔隙率（≥85%）、超大孔径（85~100nm）、可压缩性高（≥50%）的隔膜产品可用于固态 星源材质拟与中科深蓝汇泽合作，联合开发固态电池电解质膜 资料来源：Choice深度资料，公司公告，东方财富证券研究所 电解质膜作为固态电池不可缺少的材料之一，目前主要有长阳科技和新源材质两家企业布局。其中，长阳科技独家开发的超高孔隙率（≥85%）、超大孔径（85~100nm）、可压缩性高（≥50%）的固态电解质基膜，有效解决碳硅或锂金属负极的膨胀，在改善电池的循环寿命，电池的容量、使用温度、安全性较传统隔膜有突破性的提升，可应用于硫化物，氧化物和聚合物等多种不同电解质技术路线上。长阳科技已取得头部客户小批量订单以及腰部客户的订单。该 膜主要对电解质材料提供支撑框架作用。星源材质公告拟与中科深蓝汇泽合作，联合开发固态电池电解质膜。 部分公司跨界布局固态电解质。三祥新材、上海洗霸和金龙羽属于跨界进入锂电行业的公司，布局的具体路线和方向主要是氧化物固态电解质。另外，三祥新材除布局LLZO和LLZTO氧化物电解质外，还可以为氯化物电解质厂商提供锆基氯化物材料，作为合成氯化物电解质的原材料。 2017 2.固态正极和负极材料 硅碳负极应用确定性高，布局企业较多。固态电池中负极材料当前主要是硅碳负极，而且CVD沉积法所制备的硅碳负极能较好的控制负极材料的膨胀，是优选的方案和工艺路线。无论是硫化物，氧化物，或卤化物路线的固态电池，负极材料的选择都是硅碳负极，所以负极材料在固态电池中的应用具有较高的确定性。目前上市公司中公开表示布局硅碳负极的企业主要包括当前的石墨负极供应商璞泰来、贝特瑞，原来本身在锂电行业，但是跨界进入硅碳负极领域的道氏技术和多氟多，以及非锂电厂商但是跨界进入硅碳领域的上海洗霸、硅宝科技。非上市公司中布局硅碳负极的企业主要有天目先导、兰溪致德和碳一新能源。 多孔碳和硅烷是CVD法硅碳负极制备最重要的两种原材料，部分企业多孔碳自制，部分企业则外购。另外，多氟多子公司中宁硅业不仅具备多孔碳生产能力，还有现成的硅烷产线。 图表2：布局硅基和锂金属负极的个股 公司 进展 硅基负极多孔碳 璞泰来 公司是国内少数具备CVD沉积硅碳负极量产能力的企业 贝特瑞 硅碳负极材料已经开发至第五代产品，比容量2,000Ah/g以上 硅宝科技 1000吨/年硅碳负极材料中试生产线并顺利投产，产品目前正在根据电池客户需求进行批量供货 道氏技术 已送样太蓝、盟古利等主流固态电池厂商 多氟多 子公司中宁硅业有硅碳负极专利，并拟投建5000t/a硅烷与5000t/a硅碳负极材料 上海洗霸 新型硅碳负极材料完成43个批次送货，覆盖26家客户 金博股份 布局多孔碳产品，处于下游客户认证阶段 元力股份 布局多孔碳产品，处于下游客户认证阶段 金属锂负极 赣锋锂业 全球最大金属锂产能；负极产业链布局覆盖了盐湖、金属锂、超薄锂带和金属锂负极材料 资料来源：Choice深度资料，公司公告，东方财富证券研究所 金属锂负极因为可以进一步提升固态电池的能量密度，是固态电池负极材料的终极选择。目前上市公司中公开表示在锂金属负极领域有布局的企业主要是赣锋锂业。金属锂是固态电池的负极材料的关键原材料，赣锋锂业拥有全球最大的金属锂产能，规模达到3000吨/年，年均产量2000吨上下。公司拟2025年投产的Mariana盐湖项目主产品是氯化锂，主要就是为了给金属锂产能提供 原料。在锂金属制备成负极中间一个最重要的步骤是将锂金属制备成超薄锂带产品，因此超薄锂带生产工艺也是固态电池锂金属负极的关键技术。赣锋锂业也掌握了从金属锂到负极的生产工艺技术。 总体而言，赣锋锂业目前掌握了从卤水-氯化锂-金属锂-超薄锂带-锂金属负极全流程的生产工艺。公司第二代固态电池采用的就是金属锂负极，其能量密度是传统电池的2倍，具备5C持续放电能力。同时，公司的金属锂负极产品也出口给美国的SolidPower，SolidEnergySytems和Factorial等固态电池厂商。 2017 图表3：布局固态高镍三元正极和前驱体个股 进展 已经同清陶、辉能、卫蓝、赣锋等业内领先的固态电池大客户建立了紧密战略合作关系并实现装车应用 天华新能 中伟股份 当升科技 容百科技 公司 固态超镍三元正极材料材料得到多家海内外客户的认证，全固态电池正极材料的容量与循环性能保持领先 公司固态电池前驱体已通过国外客户认证且实现小批量供货，8系以上高镍前驱体将在固态电池中持续发力 研制了高镍三元、富锂锰基和尖晶石镍锰材料等正极材料，适用于固态锂电池及半固态锂电池应用场景 资料来源：Choice深度资料，公司公告，东方财富证券研究所 固态电池正极材料目前主要采用高镍或者超高镍三元材料。液态锂电池中的三元正极材料厂商容百科技、当升科技目前均在积极布局固态用正极材料。在硫化物电解质的固态电池中，因为硫和镍在一起并不稳定，可能会发生化学反应，因此通常需要用锂铌氧等材料对正极进行包覆。天华新能作为有锂矿资源布局的企业，目前也在积极布局富锂锰基、高镍三元等正极材料。 3.固态导电剂和铝塑膜 硫化物全固态电池以软包为主。为了让正负极和硫化物电解质之间贴合更加紧密，在固态电池正极、电解质层和负极完成叠片之后，通常需要增加一道等静压工艺，将三者进行叠压。另外，硫化物电池在使用当中通常也需要施加 一定的压力。因此，硫化物固态电池通常是软包的形态，所以会产生铝塑膜的需求。目前公开表示在固态电池或动力电池铝塑膜领域有布局的企业主要包括紫江企业、华正新材和福斯特。 固态电池会带来更多碳纳米管导电剂需求。固态电池中电解质是绝缘的材料，不导电，因此在固态电池电解质中需要更好的导电剂，对导电剂的用量和导电要求会更高。炭黑长程不导电，碳纳米管可以长程导电，因此会需要加一些碳纳米管，这样可以实现长程和短程配合。总体而言，硫化物的相同体系的电池和液态电池比，碳纳米管的用量也会现在高于液态锂离子电池。目前上市公司中公开表示在单壁管导电剂领域有布局的公司主要包括天奈科技和道氏技术。 公司 进展 铝塑膜 紫江企业 固态领域鹏辉能源、清陶新能、重庆太蓝新能等企业合作 华正新材 紧跟固态、半固态电池发展趋势，与国内知名厂商开展技术研发和产品应用开发铝塑膜产品 福斯特 公司的铝塑膜生产工艺包括干法和热法，应用领域包括消费电池、动力电池和储能电池 天奈科技 全球范围内极少数能够规模化生产单壁碳纳米管产品的企业，公司单壁碳纳米管性价比优势 道氏技术 目前单壁管粉体和浆料都处于供不应求的状态，预计明年底建成10吨/月的产能 图表4：布局导电剂和铝塑膜个股 导电剂 资料来源：Choice深度资料，公司公告，东方财富证券研究所 2017 4.固态电