民生电新|固态电池巡演(四):产业化提速,如何卡位关键环节1、固态电池推荐逻辑与

雒城小七啊 2025-06-09 23:02:27

民生电新|固态电池巡演(四):产业化提速,如何卡位关键环节

1、固态电池推荐逻辑与产业化阶段

•推荐逻辑与进展:固态电池推荐核心逻辑为产业化进度超预期。市场验证方面,国轩高科已发布新产品,国内动力龙头公司也有相关进展。从性能体系、材料选择、工艺及上市进度看,2025年产业化进度超预期。目前,固态电池产业链已进入产业化阶段,未来材料、设备等环节预计有较多催化,存在丰富投资机会。

2、国内外企业研发进展对比

•国外企业研发规划:日本丰田原计划2025年实现小规模量产,后推迟至2027年及2030年达成稳定量产目标;日产宣布2028年推出搭载全固态电池的车型。韩国企业方面,三星计划2027年量产高能量密度、高安全性的全固态电池;LG采用双路线布局,计划2028年推出氧化物路线的全固态电池,2030年推出硫化物路线的全固态电池。

•国内企业研发进展:国内企业研发进展可分为车企和电池企业两部分。车企方面,上汽已进入全固态电池投产倒计时阶段,预计2026年搭载自有车型;吉利已开发20安时的电芯,能量密度超400瓦时/公斤;广汽处于初步试验阶段。电池企业方面,宁德时代计划2027年实现氯化物路线全固态电池小批量量产;长安比亚迪、清陶能源(与上汽合作)、未来新能源(依托中科院物理所,目前处于半固态阶段)、国轩(已发布晶石系列全固态电池,能量密度350瓦时/公斤)均计划2027年量产;欣旺达有望2026年实现全固态电池量产。从行业共性目标看,2027年为小批量量产装车目标,2030年为完善、成熟并大规模量产目标;第一代全固态电池能量密度集中在350 - 400瓦时/公斤,第二代目标达500瓦时/公斤。

3、国内外研发进度对比分析

•国内外进度评估:从公开数据看,国内b厂、c厂研发速度不慢于松下、丰田、三星等国外企业,整体进度有优势。不过,日本企业实际研发进度存在不确定性,可能存在技术保留(如原计划2025年量产的项目推后至2027年)。国内在专利方面表现突出,核心材料、电池电芯模组等方面专利占有率具有优势,整体发展较快。在热失控管理领域,国内与日韩相比不逊色。国内二线电池厂整体技术积淀和产业链成熟度弱于头部b厂、c厂,但部分企业在特定技术领域有优势,如国轩、孙学良院士及中科大马成老师团队在卤化物电解质材料方面,上汽清陶在氧化物复合物材料方面,均在关键核心技术上有突破。总体而言,国内头部b厂、c厂技术积淀和产业链更成熟,整体研发进度相对领先。

4、固态电池量产挑战分析

•装车与量产核心差距:当前装车产品与大规模稳定量产存在显著差距。一是良品率问题,路测产品虽可行,但持续生产时,电池一致性不足。二是电化学指标的一致性问题,固态电池因固固接触、循环、倍率等多方面因素,其电化学指标在批量生产中存在一致性问题,与液态电池(新能源车液态电池两辆车的一致性较高)相比,固态电池在批量生产中的特殊性挑战更为突出。此外,还存在放大生产难题,实验室阶段的小样品可能无问题,但放大生产时可能出现原本小问题被无限放大的技术障碍,导致难以解决的困难。尽管目前试制产品已验证技术可行性,标志大部分问题已攻克,但从0到1的突破后,从1到10或1到100仍需解决上述核心差距。

•量产阶段目标与完善路径:当前固态电池技术已实现从0到1的突破,技术可行性得到验证,但从1到10或1到100仍需完善细节。这一阶段的完善可类比装修房子:地基已完成、房子已盖好,但内部装修尚未到位。行业量产目标显示,2027年计划实现小批量量产,但此时的产品尚不完善;到2030年将实现大规模量产,届时产品将趋于完整。技术可行性验证是关键进展,但后续需通过完善细节,使不完美的产品逐步趋于完整,才能实现更好的大规模装车上路效果。

5、硫化物电解质材料分析

•硫化物电解质参数:硫化物电解质关键参数为粒径和纯度。粒径上,硫化锂粒径需平衡大小与离子电导率,理想接近D50纳米级(一个微米以下),以适配正极颗粒(1 - 3微米),但颗粒减小会使离子电导率降低,大颗粒(10 - 30微米)易实现高离子电导率(10 - 20微西),需与正极颗粒适配。纯度方面,硫化锂要求达四个9,硫化物固态电解质市场多数产品可到4个9纯度。初期进口与国产硫化锂性能有差异,进口生产的电解质性能优,国产虽X射线衍射特征峰相同,但性能不足;国内企业已攻克此问题,部分国产硫化锂已达标,部分企业与日本日立造船、松下、三星等有合作。硫化物固态电解质以硫化锂为核心原料,还需五硫化二磷、氯化锂(后两者纯度要求不高)。国内多厂硫化锂及硫化物固态电解质产能已提升,部分企业硫化锂出货量达吨级,2025年目标百吨级产能。

•硫化锂制备工艺:硫化锂制备工艺有固相法、液相法、气相法和碳热还原法。固相法是传统合成方法,以球磨法和高温烧结法为主流;液相法通过液氨或有机溶剂等液相介质混合锂/锂化合物与硫/硫化合物生成硫化锂,无需高温、工艺不复杂,但介质易挥发易燃(产能提升时危险性高),且使用锂/锂化合物成本高,反应可能不均匀需多级提纯;碳热还原法在高温下通过碳及碳化合物与锂盐(如含结晶水的硫酸锂)反应生成硫化锂,化学方程式简单,但高纯度制备需处理杂质,部分企业(如恩杰)已实现低成本、大规模、高安全性和高纯度生产。硫化锂降本难点在提纯工艺,低纯度易制备,高纯度需控制原料、化学试剂、设备及电能消耗,提纯步骤越简单、耗能越少、纯度越高,成本越低。国内部分有稀土提纯等敏感材料生产经验的企业,在怕水怕空气材料的气氛控制、产线熟练度上有优势,能快速实现高纯度制备并控制成本。部分企业计划到2025年实现百吨级硫化锂产能,目标2030年硫化锂成本降至20万元/吨以下,硫化物电解质成本降至2000 - 3000元/公斤,以达六毛钱一瓦时预期。

6、硫化物路线未来趋势

•电解质路线多元化:硫化物电解质是当前主流路线,其核心优势在于离子电导率最高,可支持快充快放,且可加工性较好,界面接触问题相对氧化物更易处理。但同时存在多项缺陷:一是易产生硫化氢,虽封装后可避免,但电池包泄漏或进水时可能释放有毒气体;二是热失控风险,硫化氢生成过程伴随大量放热,可能引发起火爆炸;三是空气稳定性差,生产需控制露点在 -50 至 -60,高露点环境(如 -40)会导致性能下降,且低露点控制能耗高,增加制造成本。对比其他电解质路线,氧化物电解质空气稳定性好、成本低,但需高温烧成刚性陶瓷片,固固接触界面问题突出;卤化物电解质(如锂三铟氯 6、锂三铱氯 6 等)无硫化氢风险且对正极稳定,但当前成本较高,尚未成为主流。目前行业以硫化物为主,同时并行开发其他路线(如在硫化物中引入氧元素减少硫含量,或探索卤化物替代),以避免单一技术依赖。不过实验室数据与实际装车应用仍存在差距,替换时间及规模尚不明朗,短期内硫化物仍是前景最被看好的电解质,尤其在 2025 - 2027 年关键期。

•产业链竞争格局:硫化物及全固态电池市场规模目标明确,2025 年要求达到 10 吉瓦时,2030 年目标 600 吉瓦时,对应市场规模约 2500 亿元。行业竞争格局呈现百花齐放、百家争鸣的特点,非垄断性。核心在于技术突破后的成本控制与市场拓展:当关键技术瓶颈(如硫化锂提纯工艺、硫化物电解质合成技术)被突破后,企业可通过优化成本、调整纯度要求等方式提升市场份额。2027 年前后可能出现快速崛起的龙头企业,这类企业或凭借技术先发优势成为供应龙头或行业前列,但市场占有率不会达到 100%。中小企业可通过优化核心技术(如降低成本、提升效率)争取市场份额,形成多企业共存的格局。2025 至 2027 年是行业关键期,这一阶段的技术进展与市场拓展将对新能源板块整体走势产生重大影响,可能引发行业格局的根本性变化。

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