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 强于大市（维持） 2024年12月02日 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 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。 《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 【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 正文目录 1.固态电解质、电解质膜和电解质原材料............................................................32.固态正极和负极材料............................................................................................43.固态导电剂和铝塑膜............................................................................................54.固态电池设备........................................................................................................65.投资建议................................................................................................................76.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 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。 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。 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。 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Solid Power，Solid Energy Sytems和Factorial等固态电池厂商。 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。 4.固态电池设备 固态电池生产工艺设计与液态电池存在较大的差异，因此在设备端也带来了新需求。目前公开表示在固态电池设备端有布局的公司主要有海目星、利元亨和先导智能。 根据海目星公司公告，公司目前是欣界能源固态电池的生产设备整线供应商，已与欣界能源签署了2GWh固态电池，价值4亿左右的量产订单，这是行业内首家锂金属高能量密度固态电池设备的量产订单。公司核心技术主要围绕于电池结构和负极材料的革新，核心设备主要为电池前段极片的激光设备、电池结构形成过程中的特种叠片、控制层的负极制程等几款关键设备。 利元亨则已经为清陶能源陆续提供了化成分容、激光焊接、激光模分一体机、电芯装配线等设备，主要设备已完成交付。目前公司已经成功开发出干法电极、固态电解质压制转印、锂铜复合设备等关键设备的样机，并在极片绝缘胶框成形设备、高压化成分容设备等方面取得了阶段性成果。 先导智能公司能够根据客户需求提供固态电池整线设备，目前已获得多家国际知名企业固态电池关键设备订单。公司可以为客户提供从固态电极制备、固态电解质膜制备及复合设备、裸电芯组装到除气封装、化成分容等固态电池关键设备。 固态电池正负极或者电解质生产工艺可能会采用干法工艺成型，因此可能会干法电极设备产生比较大的需求。曼恩斯特在2020年即启动了干法技术的立项研究，经过多年持续投入，现已初步完成干法前段整线的成膜技术布局，涵盖配料混合、粘结剂原纤化、造粒、成膜、集流体复合等全套前端工艺。目前，公司已为国内外多家企业提供干法电极的测试实验，并在混合设备、双螺杆挤出设备、多辊成膜设备等多款核心产品均有订单贡献。 5.投资建议 电解质膜和锂金属负极环节目前布局企业较少，对应的企业受益的确定性高，且具有稀缺性，建议予以重点关注。电解质膜材料，建议关注与头部客户已经有合作的长阳科技。锂金属负极材料，建议关注在锂金属负极产业链进行了全方位布局的赣锋锂业。硫化锂材料，建议关注有锂资源优势的赣锋锂业。氧化物电解质材料，建议关注具有锆产业链优势的三祥新材。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