固态电池系列报告二：eVTOL发展带动固态电池百亿增量市场

glzqdatemark12025年01月22日 证券研究报告 |报告要点 头部电池企业宁德时代发布凝聚态电池，并已与峰飞航空签署战略投资与合作协议，共同致力于eVTOL航空电池开发。目前低空经济景气度不断提升，我们看好宁德时代凝聚态电池产业链，建议关注布局凝聚态固态电解质、锂盐LiTFSI、硅碳负极/锂金属、高镍三元、干法电极设备和等静压设备环节的投资机会。根据测算2031年eVTOL电池后装市场为78亿元，叠加2031年前装市场，带动固态电池百亿级市场空间可期。 |分析师及联系人 张磊 吴爽 瞿学迁 SAC：S0590524110005 SAC：S0590523110001 glzqdatemark22025年01月22日 固态电池系列报告二： eVTOL发展带动固态电池百亿增量市场 相关报告 投资聚焦 头部电池企业宁德时代发布凝聚态电池，并已与峰飞航空签署战略投资与合作协议，共同致力于eVTOL航空电池开发。目前低空经济景气度不断提升，我们看好宁德时代凝聚态电池产业链，建议关注布局凝聚态固态电解质、锂盐LiTFSI、硅碳负极/锂金属、高镍三元、干法电极设备和等静压设备环节的投资机会。 性能优异助力固态电池成未来发展趋势 固态电池按照电解质材料可分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物固态电池。固态电池能量密度、安全性等性能均高于传统锂离子电池。目前低空经济发展迈入产业化阶段，国内取证进展较快，2026年左右国内主机厂商有望迎来密集取证。2023年eVTOL市场规模达9.8亿元，随着多机型适航认证加速推进，预计到2026年市场规模将达95亿元。2024年11月14日，亿航智能EH216-S全球首次eVTOL固态电池飞行试验的成功，标志着固态电池在低空经济领域的应用得到了重大突破。 低空助力固态电池加速落地，带动百亿增量市场 目前来看，eVTOL电池普遍的能量密度在200Wh/kg-300Wh/kg,续航里程存在一定限制，随着亿航智能固态电池首飞，宁德时代与峰飞合作，以及其他多固态厂商布局低空，2025年eVTOL有望逐步向半固态过渡，正式打开固态电池低空市场。对于eVTOL而言，电池价值量高，且是易耗品。根据测算2031年eVTOL电池后装市场为78亿元，叠加2031年前装市场，百亿级市场空间可期。 固态电池材料端：核心为固态电解质 固态电池相较于液态电池主要区别在于固态电解质或固态电解质膜的应用，聚合物固态电解质具有加工性能极强等优点，获得市场青睐。凝聚态电池的核心主要是电解质（主要载体聚合物PEO）和降低PEO结晶度的LiTFSI锂盐。目前PEO主要有奥克股份具备产能30万吨/年、扬子石化产能20万吨/年，及冠盛股份拥有0.5GWh聚合物储能固态电池示范线；LiTFSI方面，主要有瑞泰新材、多氟多和中欣氟材进行布局，其中瑞泰新材LiTFSI已形成批量销售。 固态电池设备端：干法电极及等静压设备成重点 聚合物固态电池与液态电池生产工艺区别主要在前中端工艺。相较于液态电池，前端工艺中的电解质成膜工艺是全固态电池制造的核心；中端工艺主要是增加了等静压设备。干法电极由于具有电极密度更大、离子电导率更高等优势，或成为固态成膜工艺的主要方式。纳科诺尔推出干法电极成型覆合一体机，实现电极膜成型及电极膜与集流体复合的一体化，为干发电极设备龙头。等静压设备具有保证电池致密堆积一致性并减少电池内部电阻率等优势，且有望解决界面接触问题。 投资建议：关注凝聚态电池布局的龙头 随着低空经济的快速发展，eVTOL在安全性、能量密度、功率密度、快充性能、循环寿命方面对电池要求越来越高，而固态电池凭借高能量密度、高充放电倍率及高安全性获得eVTOL领域青睐。我们推荐目前已与峰飞达成战略合作的宁德时代、积极布局LiTFSI的多氟多以及干法电极龙头纳科诺尔。 扫码查看更多 风险提示：技术推进不及预期；政策变动风险；需求不及预期；eVTOL商业化落地不及预期。 投资聚焦 核心逻辑 目前低空领域发展已迈入产业化新阶段，2026年或可实现多机型取证空间加速扩容，预计到2026年eVTOL市值空间将达95亿元。eVTOL的发展对电池提出了更高的要求，固态电池由于其具有高能量密度，高充放电倍率及安全性极高而备受青睐。对于eVTOL而言，电池价值量高，且是易耗品，空间潜力大。eVTOL电池正常运行条件下，更换频率可能为1年/次，根据测算2031年eVTOL电池后装市场为78亿元，叠加2031年前装市场，百亿级市场空间可期。相较于液态电池，固态电池主要材料区别在于固态电解质膜的应用，主要设备区别在于干法电极设备及增量设备等静压设备的引入。因此，我们认为目前与峰飞已达成合作的宁德时代凝聚态电池产业链厂商，及前瞻布局干法一体机设备和等静压设备厂商有望受益。 投资看点 随着低空经济的快速发展，对于电池的性能要求越来越高，固态电池凭借高能量密度、高充放电倍率及高安全性获得青睐。我们推荐目前已与峰飞达成战略合作的宁德时代、积极布局LiTFSI的多氟多以及干法电极龙头纳科诺尔。 1.固态电池新应用场景：低空经济 1.1性能优异助力固态电池成未来发展趋势 固态电池根据液体中电解液质量占比分为半固态、准固态和全固态。固态电池就是将传统液态电池中的电解液部分或者完全替换成固态电解质。当电解质采用固液混合形态，电池中液态质量占比约5%-10%时为半固态电池；电池中液态质量占比小于5%为准固态电池；不含有任何液体电解质则为全固态电池。 图表1：固态电池分类 固态电池能量密度、安全性等均高于传统液态锂电池。由于固态电解质比电解液拥有更高的能量密度，因此相同体积下固态电池可以提供的能量更多。此外，传统锂电池电解液有泄露的风险，且在温度过高时有自燃和爆炸的危险。固态电解质热稳定性好，不易燃不易爆，没有液体泄露风险，能承受碰撞和挤压的极端情况，安全性更高。 固态电池按照电解质材料可以分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物固态电池。聚合物固态电池是最早实现固态电池装车的技术路径之一，柔韧性好，易于加工，但能量密度提升较为困难，且电化学窗口较窄。氧化物离子电导率较高，电化学窗口较宽，适合高电压应用，但机械性能差，界面接触问题较为突出。硫化物离子电导率最高，机械性能好，但化学稳定性差，容易与空气中的水和氧气反应，成本高，界面稳定性差，容易与电极材料发生副反应。卤化物离子电导率和低电压下的还原稳定性都不如硫化物，但高电压氧化稳定性很强，适合在高电压正极侧用作导锂介质或添加剂。 图表2：液态电解质与固态电解质主要性能对比 固态电池技术发展和应用预计将呈现梯次渗透趋势。液态电池到固态电池的技术迭代路径大致遵循“引入固态电解质→引入新型负极→引入新型正极”路径。 阶段一：引入固态电解质，保留少量电解液，正负极仍为三元+石墨/硅基负极，并采用负极预锂化等技术提高能量密度。 阶段二：用固态电解质逐步至完全取代电解液，用金属锂取代石墨/硅负极，正极仍为三元材料。 阶段三：逐渐减薄固态电解质的厚度，并用硫化物/镍锰酸锂/富锂锰基等材料取代正极。 图表3：固态电池技术迭代路径 1.2低空经济快速发展，固态电池迎新机遇 国家层面：自上而下政策文件对于低空的发展趋势和战略重要性已经较为明确。2024年，央地发布了一系列政策文件：国家层面对于低空的发展趋势和战略重要性已经较为明确。最新中央经济工作会议：开展“人工智能+”行动，培育未来产业。低空经济为当前新兴产业重要方向，明年或迎来进一步支持和发展。 图表4：2024年低空经济中央政策梳理 低空司官宣成立，低空经济发展迈入产业化新阶段。2024年12月25日，发改委官宣低空司成立，其负责拟订并组织实施低空经济发展战略、中长期发展规划，提出有关政策建议，协调有关重大问题等。这是发改委第一次为新兴产业成立司局机构，足以彰显国家对低空经济的高度重视与发展决心。 图表5：发改委下属机关司局 2026年低空经济市场空间有望达到万亿。根据赛迪顾问数据，2023年中国低空经济规模达到5059.5亿元，增速高达33.8%。其中从结构来看，低空经济规模贡献中低空飞行器制造和低空运营服务贡献最大，接近55%，主要是民用无人机占据主要市场空间。间接、引质产生的围绕供应链、生产服务、消费、交通等经济活动贡献接近40%。 乐观预计，到2026年低空经济规模有望突破万亿元，达到10644.6亿元。 2026年有望迎来多机型取证空间加速扩容。目前eVTOL产业处于起步阶段，2023年市场规模达到9.8亿元，同比增长77.3%。2024年eVTOL亿航取得适航证，产品加速交付，以及多厂商入局，预计规模达到32亿元，同比增长228.2%。随着多机型适航认证的加速推进，预计到2026年将达到95.0亿元。 图表6：低空经济市场规模 图表7：中国eVTOL产业规模 国内取证进展较快，2026年左右国内主机厂有望迎来密集取证。国内亿航智能率先取证，除此之外，国内eVTOL主机厂获得TC审定受理的公司还有7家8个型号，分别是峰飞、沃飞、沃兰特、时的、御风未来、小鹏汇天和航天时代飞鹏。国内主机有望在2026年左右迎来密集取证。 图表8：国内eVTOL适航审定推进情况 eVOTL取证进度加快，助力固态电池需求提升。eVTOL由于对电池性能要求高，固态电池成为低空领域首选。2024年11月14日，亿航智能公告，旗下的eVTOL产品EH216-S实现全球首次eVTOL固态电池飞行试验，展现了固态电池在低空领域的极大适配性。 2.低空助力固态加速落地，打开百亿增量市场 2.1eVTOL对电池性能要求高 eVTOL相较新能源汽车，对电池有更为严苛的要求，主要体现为： 安全性方面：eVTOL作为航空产业，对电池的安全系数要求远超新能源汽车，有较强的抗跌落能力，以及单体失效时，电池系统应该要继续工作直到电动飞机降落，意味着不热扩散+不失去动力。 能量密度方面：eVTOL起飞要求在有限的场景储存足够多的电能，目前电芯300Wh/Kg能保证200-300公里航程。远期目标希望达到动力电池单元500wh/kg。 功率密度方面：为了应对紧急迫降需求，要在低电量状态下（如20%SOC）依然保有高功率放电能力。 快充性能方面：为满足空中出租业务等频繁使用场景，目前行业普遍需求在少于15分钟内充电至80%。 循环寿命方面：eVTOL的商业化运行需要电池具有长的循环寿命，以减少更换频率和运营成本。 图表9：eVTOL电池研发项目的要求 图表10：eVTOL飞行过程中的能量分配 图表11：新能源汽车动力电池与eVTOL电池技术指标对比 图表12：eVTOL和电动汽车对锂离子电池性能要求 当前三元电池为主流，固态化+新型正负极提高能量密度为未来发展方向。 从材料电池体系来看，三元NCM电池成为当前电动垂直起降飞行器主流选择。综合来看，三元NCA电芯具有最佳的能量和功率性能,成本较高,安全性最低；LFP电芯具有最高的安全性，但能量密度只有三元NCA和NCM电芯一半；相比之下三元NCM电芯的综合性能最佳。 固态化+新型正负极提高能量密度为未来发展方向。正极方面，逐步向三元高镍，再向Li-rich/Ni93迭代。负极方面，相较于石墨负极，锂金属负极具有更高的比容量，是未来eVTOL电池研制的主要方向。电解质方面，液态电解质逐步向半固态、固态电解质转变，提升能量密度与安全性。 图表13：不同材料体系电池性能情况 eVTOL动力源将呈现液态电池—半固态电池—全固态电池的路线演进，2025年eVTOL电池将逐步向半固态电池过渡。目前来看，锂离子仍为eVTOL动力源主流，eVTOL电池普遍的能量密度在200Wh/kg-300Wh/kg,可以满足eVTOL初步商业化运行，2025年之后有望逐步向半固态过渡，2030年后，固态电池有望率先在eVTOL上放量，eVTOL的飞行半径将得到大幅度提升。 2023年10月，工信