【万联电力丨行业深度】固态电池产业化加速,未来市场空间广阔

2024-12-17 19:42:44 - 市场投研资讯

(来源:万联证券研究所)

行业核心观点:

固态电池是使用固体电解质来替代传统锂离子电池的电解液和隔膜,实现离子传输和电荷储存,是一种新型的电池技术。与传统液态锂电池相比,固态电池具备高安全性,高能量密度的关键优势,是锂电池产业升级的重要方向。当前,在国家政策支持、企业布局加速的推动下,固态电池正在进入快速发展阶段,产业化转折点即将到来,未来市场空间广阔。

投资要点:

固态电池安全性高,有望突破能量密度上限。(1)安全性:固态电池工作温度范围更宽,耐热性更好,且固态电解质具有耐高温、不可燃、绝缘性好的特性,安全性能大大提升;(2)能量密度:目前,液态锂电池技术已经基本成熟,材料的潜能基本被挖掘得接近极限值。固态电池在正负极材料和电池结构两个方面均有提升,能量密度能达到500Wh/kg以上,有望实现能量密度极限的突破。

材料体系迭代,从半固体向全固态转化。固态电池技术研发难度大,半固体电池是过渡阶段。同时,固态电池技术进步,有望推动电解质、正负极材料体系的迭代。细分环节来看,(1)电解质:氧化物进展较快,硫化物上限较高。目前固态电池主要分为氧化物、硫化物、聚合物三大主流技术路线。其中,聚合物起步时间较早,技术水平较成熟,但上限突破难度很大;氧化物各方面的性能表现较为均衡,但制备成本较高;硫化物商业化潜力大,但产业化研究难度也最大。(2)负极材料:硅基负极是中短期的主要方案,金属锂是未来长期的发展方向。传统液态锂电池主要使用碳族材料(如石墨)作为负极,未来的发展空间有限;硅基负极材料理论比容量高,可以大幅提升电池性能,但受限于体积膨胀;金属锂具备高容量和低电位的优点,是全固态电池负极材料的终极目标。(3)正极材料:高电压、高比容量正极材料是发展方向。固态电池正极材料兼容性强,目前主要沿用三元高镍体系,在三元材料体系方面技术领先的正极材料厂商具备发展优势。长期来看,富锂锰基的高能量密度优势突出,有望成为未来的正极材料迭代的主要方向。

各国政策持续发力,推动固态电池技术落地。(1)政策方面,自2020年以来,日本、美国、韩国、欧盟持续推出固态电池产业相关政策,把固态电池产业化作为国家的战略目标之一,我国陆续发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035)》、《"十四五"新型储能发展实施方案》、《关于推动能源电子产业发展的指导意见》等政策,支持固态电池产业的发展。(2)企业布局方面,日韩企业聚焦于硫化物路线,欧美主要投资于初创企业。其中,日本固态电池技术研发起步较早,在硫化物固态电解质具备领先优势;美国固态电池技术的发展主要由初创企业推动,重点企业包括SolidPower、QuantumScape、FactorialEnergy等,通过与欧洲汽车制造商合作,推动固态电池产能建设;国内固态电池参与者众多,涵盖了整车企业、电池厂商、固态电池初创企业、锂电材料厂商等多个类型,在固态电池产业链各环节均有布局。

产业化转折点将至,未来市场空间广阔。2025-2030年,固态电池技术预计进入快速突破阶段,材料体系有望加速迭代。目前,固态电池已从实验室研发阶段逐步过渡到工厂试点阶段,搭载固态电池的车型发布也日益频繁。根据各大厂商公布的计划,预计从2026年开始,固态电池市场将正式迈入量产阶段,固态电池的产业化进程有望显著提速。基于对固态电池技术路线和降本路径的研判,EVTank预计固态电池将在2025年开始放量,到2030年全球固态电池的出货量将有望达到614.1GWh,在整体锂电池中的渗透率预计在10%左右,其市场规模将超过2500亿元。

投资建议:固态电池产业化加速,材料体系迭代,有望带动锂电产业链升级。细分环节来看:(1)电解质体系方面:氧化物体系固态电池发展速度快,技术较为成熟,硫化物体系固态电池发展上限高,具备较大发展空间。建议关注在氧化物路线及硫化物路线布局完善,研发进展领先的下游电池厂商,以及具备固态电解质关键原材料生产能力的上游企业;(2)正负极材料方面:随着固态电解质的应用,锂电池有望兼容高比容量正负极材料,正极材料路线预计将从磷酸铁锂、高镍转向高镍固化、富锂技术路线转化,负极材料路线预计将从石墨烯向氧化硅、金属锂技术路线发展,建议关注高镍正极及硅基负极环节布局领先的个股。

风险因素:建议关注产业化进展不及预期、原料价格大幅波动、下游需求不及预期、技术路线替代、政策变动等风险。

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