四川大決策投顧 摘要:固態電池用固態電解質取代易燃電解液,提升安全性,還能適配更優正負極材料,提高鋰電池能量密度,是鋰電池發展的必然選擇。全球主要國家加速布局固態電池領域,行業參與者共同努力,推動其產業化進程穩步加快。
1.相較傳統鋰電池,固態電池兼顧能量密度和安全性
鋰電池(液態電解質)當前發展遇到瓶頸,固態化或能破局。鋰離子電池(LIBs)自 1991 年商業化以來,憑借其高能量密度(從初始 80Wh/kg 提升至當 300Wh/kg)、長循環壽命(>1000 次)及快速充放電能力,已成為便攜式電子設備、電動汽車(EV)及儲能系統的核心能源載體。
固態電池對鋰電池的破局,主要體現在安全性、能量密度、循環壽命等方面。追求電池性能,固態電池優勢顯著。 根據液態電解質的含量,電池可分為液態(電解液質量占比為10wt%-25wt%)、半固態(5wt%-10wt%)、準固態(0-5wt%)和全固態(0wt%)四類,其中半固態、準固態和全固態統稱為固態電池。機遇與難點突破并存:固態電池具備諸多優勢,包括更高的安全性、能量密度、循環壽命、機械強度,更寬的溫度適應性和材料選擇性等。但同時也由于固體形態的原因,導致固態電池存在電導率低導致充放電速度較慢、“固-固”界面穩定性差導致電池失效、各類型電解質綜合性能難以平衡等技術難點。
新能源汽車發展的核心始終是技術和性能的升級,續航里程作為性能體現的關鍵指標,直接影響消費者購車意愿和出行體驗。早期的鉛酸電池能量密度低、體積較大、循環壽命較差,難以滿足長距離出行需求。鋰電池的發展直接提升續航能力,降低里程焦慮,促進新能
源汽車的滲透率快速提升。后續固態電池的發展,有望進一步加強性能表現,助推新能源汽車深化應用。
2. 固態電池產業鏈
固態電池作為下一代鋰電池技術,其材料體系將與液態電池存在顯著差異,主要體現在電解質、負極和正極材料方面。其技術迭代路徑大致遵循“固態電解質→新型負極→新型正極”的順序。
固態電解質是固態電池材料體系革新的起點,提高電池的電壓窗口,為鋰電池能量密度的提升提供可能。負極材料將呈現分階段迭代,硅基負極有望先實現產業化,替代傳統石墨負極,提高電池能量密度;后續鋰金屬負極有望逐步投入應用。正極材料的革新屬于遠期突破方向,各類新型正極材料有望在2030年后陸續投入使用。
3.全固態電池預計 2027 年裝車,2030 年大規模商用
寧德時代在 2024 年 4 月 CIBF 上表示 2027 年可實現全固態電池小批量生產;比亞迪電池CTO 孫華軍在 2025 年 2 月 15 日的 CASIP 年度會議上表示比亞迪的全固態電池將在 2027 年批量示范應用,2030 年實現“固液同價”并大規模商用。
2025 年 2 月 25 日的電動汽車百人會上,歐陽明高院士表示全固態電池預計在 2027 年實現批量裝車,能量密度 400 瓦時/公斤;2030 年第二代干到 500 瓦時,實現大規模量產裝車,2035 年突破 600 瓦時。由此可見,2027 年小批量/示范性裝車,2030 年大規模商用已成為業界和學界共識和目標。
中國在鋰電技術方面具備全球領先實力,為固態電池的發展奠定堅實的基礎。在國家的政策支持下,包括比亞迪、一汽等車企,寧德時代、國軒高科等電池廠在內,以及電池新興勢力,都對于固態電池進行布局,預計產業化取得進展的時點集中在2027-2030年左右。
鋰電池領先企業積極布局固態電池,引領固態電池向產業化邁進。國內鋰電池企業實力出色,積極布局下一代電池技術,推動固
態電池邁向產業化。技術路線方面,硫化物路線成為領先企業主攻方向(寧德、國軒、比亞迪),氧化物因工藝成熟成為初創型企業首選(清陶、衛藍)。量產節奏方面,半固態電池有望在2025年前后規模化裝車,而全固態電池的量產或將集中于2027-2030年。產品參數方面,已公布的電池樣品能量密度通常在350Wh/kg上下,未來計劃實現量產和裝車的電池能量密度在400Wh/kg。
4.市場空間:預計 2030 年出貨超 600GWh,市場超 2500 億元
半固態率先產業化,預計 2030 年市場規模超 2500 億元:2022 年以來,固態電池的研究和產業化已經取得了較為明顯的進展,尤其是清陶、衛藍固態電池企業的半固態電池交付車企并實現裝車。基于目前的現狀,預計到 2030 年全球固態電池的出貨量將達614.1GWh,在整體鋰電池中的滲透率預計在 10%左右,其市場規模將超過 2500 億元,主要出貨電池仍然是半固態電池。
5.固態電池行業投資邏輯與個股梳理
固態電池用固態電解質取代易燃電解液,提升安全性,還能適配更優正負極材料,提高鋰電池能量密度,是鋰電池發展的必然選擇。全球主要國家加速布局固態電池領域,行業參與者共同努力,推動其產業化進程穩步加快。
建議從以下三個環節,關注固態電池相關上市公司:
①電解質:上海洗霸、金龍羽、冠盛股份等;
②正極:容百科技、當升科技等;
③負極:貝特瑞、杉杉股份、璞泰來、翔豐華等。
風險提示:
1.固態電池技術突破不及預期的風險。
2.固態電池量產進度不及預期的風險。
3.固態電池下游應用推廣不及預期的風險。
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