2025年固态电池行业深度报告:产业链技术持续突破,固态进入中试关键期

  • 来源:东吴证券
  • 发布时间:2025/06/12
  • 浏览次数:2073
  • 举报
相关深度报告REPORTS

固态电池行业深度报告:产业链技术持续突破,固态进入中试关键期.pdf

固态电池行业深度报告:产业链技术持续突破,固态进入中试关键期。产业链进展超预期,固态进入中试关键期。固态电池在国家大力支持下,近半年产业链发展迅速。从电芯端看,比亚迪、国轩高科、一汽集团60Ah车规级电芯已下线,能量密度可达350-400Wh/kg,充电倍率1C,循环寿命1000次,节奏时间早于预期半年左右。工信部项目预计25年底前进行中期审查,目前电池材料体系已定型,原材料性能已达量产要求,核心难点在于电池制造工艺,预计25H2-26H1进入中试线落地关键期,第一波设备陆续到位调试优化,第二波设备预期年底升级改造,固态电池有望进入测试+设备迭代关键期。硫化物为主流量产趋势,30年有望突破10...

一、国内政策支持力度持续,固态电池步入中试关键期

政策端:国内支持力度持续,明确27年固态装车节点

国家多部门重点支持固态电池,技术聚焦硫化物全固态,剑指27年装车示范性运营,小批量节奏有望提前至26-27年。 节奏预判:25年小试完毕+车规级电芯下线,26年中试线优化+样车路试,27年小规模量产+装车示范运营。 关键节点:工信部项目预计25年底前进行中期审查。

产业端:车企持续更新进展,量产节奏快于此前预期

中国电动汽车百人会相关负责人表示,全固态电池预计27年开始装车,30年是完全可以实现量产的,国内主要汽车电 池企业聚焦硫化物全固态,目标实现动力电池能量密度400wh/kg+。 从企业端看,比亚迪、国轩高科、一汽集团60Ah车规级电芯已下线,能量密度可达350-400Wh/kg,充电倍率1C,循 环寿命1000次,节奏时间早于预期半年左右(此前预期25年年底),我们预计26年进入车企全固态路试的密集期。

头部企业+产业链加码后,设备和材料端均有突破。设备端看,电解质成膜设备干湿法路线并行,等静压设备实现连续 化生产,并有新方案新工艺持续开发,前中后段都有长足进步;材料端看,硫化锂材料性能已达标,硫化物已突破千米 级大卷,加压条件可降至1-2Mpa,锂金属开发蒸镀新工艺。全固态技术进展好于此前预期,目前电池材料体系已定型, 原材料性能已达量产要求,我们预计25H2-26H1进入电池厂中试线落地的关键期。

关键节点:产业链持续突破,后续中试线落地为关键节点

关键点一(政策驱动):23年年底,国家防止固态海外弯道超车,走访各大电池企业调研,推出了24年中的工信部项目,叠加上 汽智己L6发布,搭载清陶能源半固态,推动24年3月-24年4月行情,主线为三祥新材(+107%)、东方锆业(+69%)、当升科 技(+60%)、翔丰华(+60%); 关键点二(产业响应,研发加速):宁德全固态扩大至千人团队、华为发布硫化物固态专利,明确聚焦于硫化物路线,推动24年 11月行情,本轮主线为纳科诺尔(+382%)、有研新材(+187%)、厦钨新能(+132%)、天奈科技(+141%); 关键点三(中期审查+中试线落地):工信部项目预计25年底前进行中期审查,电池厂的60Ah电芯已完成初步开发,相关材料体 系已大体定型,原材料性能已达量产要求,核心难点在于电池制造工艺,预计25H2-26H1进入中试线落地关键期,第一波设备陆 续到位调试优化,第二波设备预期年底升级改造,固态电池有望进入测试+设备迭代关键期!

二、硫化物为主流量产趋势,30年有望突破100GWh

电池结构:固态电解质选用硫化物,负极可选硅碳/锂金属材料

固态电解质为固态电池的核心增量,其中硫化物为主流量产趋势,正极沿用高镍三元,负极可选硅碳/锂金属。全固态 电池中,固态电解质为核心增量,其中硫化物为主流量产路线,主要采用锂磷硫氯材料;正极仍沿用液态电池的三元高 镍材料,电压或者镍含量略有提升;负极选用硅碳/锂金属材料,目前主流为硅碳材料,量产成熟度较高,电芯能量密 度可达350-400Wh/kg,锂金属(含无负极)为未来潜力方向,目前技术仍不成熟,电芯能量密度可达500Wh/kg+。

路线:电池材料体系已定型,硫化物全固态为量产趋势

电池材料体系已基本定型,硫化物全固态为量产趋势,负极短中期选用硅碳路线,长期向锂金属迭代。硫化物 固态电解质未来最具潜力,具备极高的离子电导率,此外具备相对较好的界面接触性能、柔韧可加工性,成为 主流厂商重点布局的路线。目前来看,国内宁德时代、比亚迪、华为,日本的丰田、松下,韩国的三星SDI、 LG新能源、SK on,美国的Solid Power等均重点布局硫化物体系。负极方面,技术能力强的电池厂突破锂金 属/无负极路线,二线厂商布局硅碳负极路线,后者为短中期量产主流路线,而前者具备更强的商业化意义。

进展:硅碳全固态可达中试阶段,装车仍需搭配加压装置

硅碳路线可达中试阶段,锂金属路线仍处小试阶段,二者装车仍需加压运行。①采用硅碳路线的硫化物全固态 电池,能量密度可达350-400Wh/kg,充电倍率0.5-1C,循环寿命1000次,运行加压条件为几十到几百兆帕, 成熟度相对较高,目前可达中试阶段;②采用锂金属路线的硫化物全固态电池,能量密度可达450-500Wh/kg, 充电倍率1-2C,循环寿命300-500次,运行加压条件为几十到几百兆帕,目前仍处于小试阶段。

成本:产业链降本路径相对清晰,未来有望降至液态电池水平

产业链降本路径相对清晰,核心在于硫化锂+锂金属,未来有望降至液态电池水平。硫化物电解质价格目前在千万级/ 吨(硫化锂几百万/吨),根据工信部项目指引,26年需降至250万/吨(硫化锂几十万/吨),未来降至10-20万/吨 (硫化锂10-20万/吨);锂金属负极价格目前接近千万级/吨,若采用热蒸镀方案有望大幅降本。我们预测27年全固态 电池(硫化物-硅碳)成本约1元/Wh,全固态电池(硫化物-锂金属)成本约2元/Wh,30年成本有望降至接近液态电 池水平。

三、新技术新工艺涌现,设备+材料持续迭代

设备:前道环节工艺仍有分歧,后道高压设备持续迭代

固态电池新技术新工艺涌现,设备端前后道有较大改进空间。固态电池生产对于设备的精度大幅提升,在均匀 程度的要求上是微米级甚至纳米级。前道成膜设备仍无法达到要求,湿法和干法路线均有优劣势;中道极片胶 框印刷、叠片机需解决Overhang的相互切断问题;后道高压化成分容需使用等静压设备,目前已从立式迭代 至卧式,可实现连续化生产。固态电池设备壁垒大幅提升,目前生产设备仍不成熟,需进行特定化开发升级, 预计后续持续涌现新方案和新技术。

前道成膜:湿法仍为短期主流方案,干法为未来发展大趋势

固态电解质成膜为制造核心工艺,湿法路线相对成熟,干法路线潜力更大,为未来发展大趋势。全固态电池中, 硫化物电解质对极性有机溶剂较为敏感,此外金属锂负极容易与溶剂反应,主流思路为切换干法电极工艺,但 目前干法工艺不成熟,难点在于厚度、压实、幅宽、跑速等,主流厂商仍以湿法工艺为主,选取特定溶剂,实 现较薄的固态电解质膜厚度,但干法仍为未来发展大趋势。干法电极方面,主要变化在于混料、纤维化和成膜, 混料+纤维化相关标的宏工科技,曼恩斯特等,成膜相关标的纳科诺尔、先惠技术、利元亨等。

中后道:叠片机要求大幅提升,等静压设备仍无法替代

中道叠片机需升级改造,新增极片胶框印刷。全固态电池为防止短路,正极、负极、电解质面积不同,极片会在高度致 密化后成为锋利的刀片,如果有错位或者面积不同,会产生相互切断的情况。因此叠片机需改造升级,精度提升几个数 量级,此外新增极片胶框印刷,减少气流扰动等工序,相关标的先导智能、德新科技、赢合科技等。

后道等静压设备仍无法替代,迭代至卧式实现连续化生产。全固态电池一体化叠片存在固-固界面接触问题,需通过施 加压力等手段来进行改善,主要采用等静压设备,一般温度在80-120℃,压力在500MPa左右,从各个方向对试样进 行均匀加压,进而获得坚实的坯体,等静压设备已迭代至卧式实现连续化生产,相关标的包头科发(非上市)、利元亨、 纳科诺尔等。

硫化锂:固态电解质降本的关键,固相/液相法各有利弊

硫化物主流合成工艺有四种,其中碳热还原法和液相法具备成本优势,此外CVD法等新工艺也有较大潜力,未来待工 艺、设备突破后,有望大幅降低硫化锂成本。硫化锂为固态电池降本的核心,目前行业合成主流为锂硫燃爆法(直接固 相法),厂商反馈性能较好,但生产成本较高,主要为有研新材、赣锋锂业、凯亚达等;未来具备降本潜力的为溶剂法 和CVD法,其中溶剂法为容百科技、恩捷股份、天赐材料等,细分为碳热还原法和液相法,生产成本相对较低,但溶剂 难以去除,烧结后成炭大幅影响性能,厂商反馈性能待进一步优化;CVD法为新工艺,厂商反馈性能较好,但生产成本 相对较高,主要为能耗和生产效率问题,未来待工艺、设备突破后,成本有望实现大幅改善,相关厂商为厦钨新能等。

四、产业链标的进展更新

宁德时代:主攻硫化物全固态,目标27年小批量量产

根据公开信息,宁德时代布局硫化物路线,目标27年小批量量产。宁德时代在全固态电池已投入7-8年的时间 进行研究,布局最具潜力的硫化物全固态电解质。曾毓群在24年世界动力电池大会表示,如果用技术和制造成 熟度作为评价体系(1-9打分),宁德时代的全固态电池目前处于4的水平,对比全世界的情况,研究算是“领 先一大步”,或者英文叫做“Second to none”,目标是27年达到7-8的水平,实现小批量生产。据晚点 Auto,宁德时代在今年增加了对全固态电池的研发投入,已将全固态电池研发团队扩充至超1000人,目前主 攻硫化物路线,25年60Ah车规级电芯实现下线。

比亚迪:60Ah电芯已下线,27年完成示范性装车

研发历程:13年启动全固态电池研发,进行材料路线探索;16年进行技术可行性验证,低于1Ah软包、钢制夹 具圆形电池,材料体系的探索;23年启动产业可行验证,电芯、系统、产线、材料技术;27年启动批量示范装 车应用,30年大规模应用。  设计方案:60Ah电芯,400wh/kg,800wh/L,材料选用硫化物为主,正极单晶高镍三元,负极硅碳材料;正 极活性物质占比85%(目标90%),负极活性物质占比较低。  进展:20Ah、60Ah电芯去年已中试下线。目前高温下实现快充,27年室温开始快充。公司表示,此前国内技 术落后于日本韩国,在本次国家战略引导后,产业链发展会非常快。  成本:未来不是问题,规模化上来后,固液可以实现同价。

宏工科技:深耕物料自动化解决方案,布局固态前道混料+纤维化设备

①固态电池:24年与头部客户签订数千万元订单,主要聚焦于物料前道环节,难点为粉尘零泄漏+隔绝氧气,其中小试 线设备已交付,并已签署中试线设备订单(预计百兆瓦时级),正负极湿法+硫化物干法,各项性能指标已经达成要求, 技术储备在整体解决方案领先。此外,公司已与卫蓝新能源、清陶能源等厂商签署合同,覆盖国内主流固态客户。

②干法电极:与清研电子成立合资公司(持股49%),共同开发混合均质一体机,解决PTFE纤维化问题,产品在部分 客户已实现销售。固态干法设备难点为全自动化,公司提前3年预判布局,目前产品性能行业领先,固态电解质相关设 备单GWh价值量我们预计达1000万元,若正极+负极+硫化物均用干法,单GWh价值量有望达2000-3000万元。

曼恩斯特:成膜工艺理解深厚,布局干法整线解决方案

公司涂布成膜工艺经验丰富,布局干法整线解决方案,通过陶瓷双螺杆纤维化技术杜绝金属异物、预成膜机构 与14辊双面成膜工艺保障成膜质量、狭缝涂布结合砂磨机处理实现固态电解质均一性涂布,构建起全产线连续 生产模式。为固态电池量产提供了一套更高效、安全、稳定的解决方案,可实现能耗减少50%以上、厂房面积 减少20%以上、设备投资减少20%以上,电池制造成本降低超10%。公司已为国内外多家企业提供了干法工艺 的测试验证试验,而且其混合、双螺杆纤维化、多辊成膜等多款干法核心新设备均已斩获订单。

报告节选:


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

相关报告
评论
  • 相关文档
  • 相关文章
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 全部热门
  • 本年热门
  • 本季热门
  • 最新文档
  • 最新精读
分享至