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作者 | 張博

頭圖 | AI生圖

電動汽車的“里程焦慮”很快就要成為過去式了！

目前，固態(tài)電池的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵階段，裝車節(jié)點(diǎn)已經(jīng)逐漸清晰，比亞迪、國軒高科、一汽集團(tuán)60Ah車規(guī)級電芯已下線，能量密度可達(dá)350-400Wh/kg，充電倍率1C，循環(huán)壽命1000次，節(jié)奏時(shí)間早于預(yù)期半年左右（此前預(yù)期25年年底），預(yù)計(jì)26年進(jìn)入車企全固態(tài)路試的密集期。

#01固態(tài)電池是什么，有何特點(diǎn)？

固態(tài)電池是一種使用固態(tài)電解質(zhì)完全替代傳統(tǒng)鋰離子電池中液態(tài)電解液和隔膜的新型電池技術(shù)，其核心在于通過固體材料傳導(dǎo)鋰離子，從而在安全性、能量密度和環(huán)境適應(yīng)性上實(shí)現(xiàn)突破。與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池因電解質(zhì)不可燃、無泄漏風(fēng)險(xiǎn)，從根本上解決了電池?zé)崾Э匾l(fā)的起火爆炸問題，尤其適用于對安全性要求極高的電動汽車和儲能領(lǐng)域。

在能量密度方面，同等體積的電池可提供更長的續(xù)航里程，充電一次行駛1000公里。固態(tài)電池還解決了冬季電動車?yán)m(xù)航縮水的痛點(diǎn)，工作溫度范圍擴(kuò)展至-40℃至150℃，極端低溫下仍能穩(wěn)定放電。

#02固態(tài)電池的目前發(fā)展階段

依據(jù)電解液質(zhì)量含量不同，電池可細(xì)分為液態(tài)(25wt%)、半固態(tài)(5-10wt%)、準(zhǔn)固態(tài)(0-5wt%)和全固態(tài)(0wt%)四大類。由于全固態(tài)電池界面問題技術(shù)難度大，短期難以解決，半固態(tài)理念在中國率先展開。

從性能、經(jīng)濟(jì)性、工藝等條件對比，全固態(tài)電池遠(yuǎn)期性能潛力大。全固態(tài)電池適合對安全性和能量密度需求大的領(lǐng)域，是對現(xiàn)有高能量密度體系的升級方案。中國、美國企業(yè)優(yōu)先布局半固態(tài)，逐步過渡至全固態(tài)。清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源、贛鋒鋰電等中國企業(yè)率先開啟半固態(tài)的量產(chǎn)裝車，日韓企業(yè)選擇直接進(jìn)行全固態(tài)研發(fā)。

#03固態(tài)電池的增量

1、正極材料

固態(tài)電池追求高能量密度，預(yù)計(jì)正極材料向高鎳三元正極、富鋰錳基正極、LMNO正極、高電壓鈷酸鋰正極、無鋰正極等方向迭代。其中高鎳三元正極材料發(fā)展較為成熟，預(yù)計(jì)是中短期主要增量。制造工藝上，趨向高壓實(shí)技術(shù)以提升體積能量密度。

2、負(fù)極材料

中短期硅碳負(fù)極為主要增量，長期轉(zhuǎn)向鋰金屬負(fù)極。硅具備4200mAh/g克容，是提升電池能量密度的優(yōu)選材料，但由于硅材料的高膨脹性，目前主要以硅碳負(fù)極摻混石墨的形式使用，將是中短期主要增量，目前已發(fā)展至第三代CVD氣相硅碳。鋰金屬具備3860mAh/g克容和-3.04V極低電勢，是負(fù)極材料的理想方向，但鋰金屬負(fù)極面臨鋰枝晶問題和體積變化問題，現(xiàn)階段還在研究改良方案，以改善離子電導(dǎo)率。

3、固態(tài)電解質(zhì)：固態(tài)電池帶來從0-1的增量

半固態(tài)以隔膜涂覆、原位聚合、極片固化等技術(shù)為主，固態(tài)電解質(zhì)以氧化物和聚合物體系為主，全固態(tài)以硫化物體系為主。

全固態(tài)量產(chǎn)難點(diǎn)在于改善固-固界面接觸，這類接觸，導(dǎo)致電池循環(huán)壽命差，運(yùn)行壓力較高，未來預(yù)計(jì)通過消除顆粒之間的縫隙，進(jìn)而提升循環(huán)壽命+快充性能。核心壁壘在于電池制造，對設(shè)備的精度和能力要求大幅提升，對電池制造工藝的要求大幅提升。

固態(tài)電池原材料中，價(jià)值量較高的為固態(tài)電解質(zhì)+鋰金屬負(fù)極。硫化鋰為量產(chǎn)降本核心，因?yàn)樾瘦^高，目前眾多企業(yè)都在布局，最終的勝出關(guān)鍵在于找到有效的降本方式。鋰金屬負(fù)極也具備制造壁壘，核心在于產(chǎn)品減薄和平整，目前價(jià)格在500-1000萬元/噸，新工藝為量產(chǎn)降本的關(guān)鍵，蒸鍍PVD具備降本+改性的雙重優(yōu)勢，有望推動鋰金屬電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

#04固態(tài)電池的投資機(jī)會

1、國軒高科——固態(tài)電池裝車

公司固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)提速，5月16-17日，公司舉辦國軒高科2025全球科技大會。

本次公司科技大會上共發(fā)布2款固態(tài)電池相關(guān)產(chǎn)品，其中新發(fā)布的“G垣”準(zhǔn)固態(tài)電池，采用197Ah方形電芯設(shè)計(jì)，電芯能量密度可達(dá)300Wh/kg以上，系統(tǒng)能量密度超235Wh/kg，搭載新能源車可實(shí)現(xiàn)1,000km續(xù)航里程，同時(shí)應(yīng)用場景覆蓋eVTOL、人形機(jī)器人等新領(lǐng)域，目前該產(chǎn)品已進(jìn)入客戶驗(yàn)證階段，完成超5家客戶電芯送樣測試與超4家客戶上車測試，搭載G垣準(zhǔn)固態(tài)電池的“001”號樣車總里程已經(jīng)超1萬公里。

公司宣布去年發(fā)布的硫化物“金石”全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化已取得明顯進(jìn)展，現(xiàn)階段該產(chǎn)品電芯與電池能量密度分別可達(dá)350/280Wh/kg并且已開始裝車路測。

固態(tài)電池產(chǎn)品產(chǎn)能建設(shè)方面，公司已規(guī)劃12GWh“G垣”準(zhǔn)固態(tài)電池產(chǎn)能，同時(shí)首條0.2GWh全固態(tài)電池中試線已完成建設(shè)，該生產(chǎn)線由公司自主設(shè)計(jì)，核心設(shè)備國產(chǎn)化率100%，通過高精密涂布等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品良品率超90%，此外公司已全面啟動第一代2GWh全固態(tài)電池量產(chǎn)線設(shè)計(jì)工作。

2、宏工科技——固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)備

宏工科技作為國內(nèi)電池材料生產(chǎn)設(shè)備的頭部企業(yè)，近年來在固態(tài)電池領(lǐng)域通過技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)布局快速崛起，成為推動下一代電池技術(shù)落地的核心設(shè)備供應(yīng)商。

全固態(tài)電池中，硫化物電解質(zhì)對極性有機(jī)溶劑較為敏感，此外金屬鋰負(fù)極容易與溶劑反應(yīng)，主流思路為切換干法電極工藝，但目前干法工藝不成熟，難點(diǎn)在于厚度、壓實(shí)、幅寬、跑速等，主流廠商仍以濕法工藝為主，選取特定溶劑，實(shí)現(xiàn)較薄的固態(tài)電解質(zhì)膜厚度，但干法仍為未來發(fā)展大趨勢。

宏工科技的核心競爭力在于干法電極前段工藝設(shè)備的研發(fā)，公司與深圳清研電子合資成立“清研宏工”，聯(lián)合開發(fā)的混合均質(zhì)一體機(jī)成功突破固態(tài)電池核心難題——PTFE（聚四氟乙烯）材料的均質(zhì)化與纖維化處理。固態(tài)干法設(shè)備難點(diǎn)為全自動化，公司提前3年預(yù)判布局，目前產(chǎn)品性能行業(yè)領(lǐng)先。

宏工科技的設(shè)備已深度滲透固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)入清陶能源、輝能科技、寧德時(shí)代等頭部企業(yè)供應(yīng)鏈，其中清陶能源1GWh固態(tài)電池產(chǎn)線中，宏工設(shè)備占比超30%。

3、天奈科技——固態(tài)電池材料

固態(tài)電池受限于材料特性，對碳納米管導(dǎo)電劑有強(qiáng)烈需求。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)，需要更高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)以提升離子遷移速率。碳納米管憑借電導(dǎo)率高、比表面積大等特性，能顯降低電池內(nèi)阻，優(yōu)化電解質(zhì)離子電導(dǎo)率，適配固態(tài)電池對高能量密度和快速充放電的需求。

僅需添加0.1%-0.5%單壁碳納米管導(dǎo)電劑即可構(gòu)建高效離子通道，提升倍率性能。且固態(tài)正極材料與固態(tài)電解質(zhì)之間為剛性接觸，面臨高界面阻抗問題，碳納米管可修飾電極與固態(tài)電解質(zhì)的接觸界面，通過填充電解質(zhì)空隙和形成柔性導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低界面阻抗。

天奈科技自2007年成立伊始便致力于碳納米管的推廣應(yīng)用，2023年公司碳納米管導(dǎo)電漿料國內(nèi)市場占有率為46.7%，居行業(yè)首位，且遠(yuǎn)高于其他同行業(yè)公司。

固態(tài)電池導(dǎo)電劑用量遠(yuǎn)超液態(tài)電池，根據(jù)高工鋰電預(yù)測，目前液態(tài)電池對碳納米管導(dǎo)電劑的需求約為20至30噸每GWh，半固態(tài)電池的導(dǎo)電劑需求將大幅提升至70至120噸每GWh，較液態(tài)電池增長超3倍。按照2030年全球固態(tài)電池需求614.1GWh測算，導(dǎo)電劑市場約需求將達(dá)到約4.3萬噸至7.4萬噸。

公司產(chǎn)品及時(shí)填補(bǔ)國產(chǎn)化領(lǐng)域空白。目前公司規(guī)劃項(xiàng)目“天奈科技年產(chǎn)450噸單壁碳納米管項(xiàng)目”，為國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)百噸級規(guī)模化量產(chǎn)單壁碳納米管。項(xiàng)目計(jì)劃分三期建設(shè)，每期建設(shè)年產(chǎn)150噸單壁碳納米管的產(chǎn)能，合計(jì)年產(chǎn)450噸，將極大程度上填補(bǔ)國內(nèi)需求缺口，填補(bǔ)該領(lǐng)域國產(chǎn)產(chǎn)品空白。

注意：

本文出現(xiàn)的公司均為長期邏輯。

*以上分析討論僅供參考，不構(gòu)成任何投資建議。