2025年厦钨新能研究报告:核心业务稳步增长,硫化锂打造固态电池核心壁垒

  • 来源:东吴证券
  • 发布时间:2025/06/26
  • 浏览次数:686
  • 举报
相关深度报告REPORTS

厦钨新能研究报告:核心业务稳步增长,硫化锂打造固态电池核心壁垒.pdf

厦钨新能研究报告:核心业务稳步增长,硫化锂打造固态电池核心壁垒。深耕正极行业,24Q4起业绩恢复同比正增长。公司作为正极材料头部企业,以钴酸锂和三元材料双轮驱动,并且控股股东厦门钨业为其赋能,新材料如磷酸铁锂、硫化锂等布局加速。24年公司盈利能力逐步恢复,24Q4业绩恢复同比正增长,25Q1归母净利同增5%。钴酸锂全球龙头,引领高电压趋势,NL正极贡献盈利弹性。行业端,AIPC、AI手机放量带来换机潮及单机带电量提升,且国补拉动国内数码产品消费,推动3C行业恢复10%+增长。24年公司钴酸锂销量蝉联全球第一,市占率超40%,且为全球少数实现4.5V+钴酸锂产品稳定量产交付的厂商。我们预计公司2...

1. 厦钨新能:钴酸锂全球龙头,盈利稳健,并逐步提升

1.1. 深耕正极材料,钴酸锂龙头企业

公司为正极材料头部企业,逐步布局固态电池。2004 年,钴酸锂正极开始投入生 产;2009 年,磷酸铁锂和民用三元材料生产线投产;2012 年,车载三元产线投产;2016 年公司独立运作,成为厦门钨业旗下专注于锂离子电池正极材料研发、生产和销售的全 资子公司。2021 年,在科创板上市,继续推进高电压钴酸锂和中镍高压 NCM 三元正极 材料双轮驱动战略,并布局超高镍、磷酸铁锂等产品线;至 2024 年钴酸锂市场份额世 界第一,三元材料位居头部。2022 年,厦钨氢能科技有限公司成立,布局氢能材料; 2024 年分别与国联汽车动力电池研究院和欣旺达在固态电池方面达成合作。

1.2. 背靠厦门钨业,股权结构稳定且集中

厦门钨业是控股股东,其在金属材料加工冶炼行业具有深厚积累,可为厦钨新能赋 能。截至 2024 年末,控股股东厦门钨业集团持股比例达 50.26%,实际控制人为福建国 资委,前十大股东持股比例合计为 73.76%,股权集中格局使公司在经营决策中更具效 率和稳定性。厦门钨业作为控股股东,凭借其在金属材料加工、冶炼行业的完整产业链 和强大技术实力,为公司新能源材料业务发展持续赋能。在控股股东支持下,公司能够 低成本、快速开展新产品研发,迅速占领市场,形成多项业务领先优势,并积极布局固 态电池和氢能等新兴领域,推动新业务发展。

1.3. 业务:钴酸锂和三元正极双轮驱动,新材料加速布局

公司主要产品为钴酸锂、NCM 三元材料、磷酸铁锂、氢能材料等。钴酸锂方面, 公司通过技术创新,提升产品性能和质量,在高电压、高能量密度等方面保持领先,4.53V 钴酸锂产品通过多家客户认证,实现小批量供货。三元材料方面,公司通过聚焦高电压、 高功率产品技术的深度研发,赋能高端纯电汽车、混动增程汽车、低空经济及电动工具 等领域。磷酸铁锂方面,引入水热法工艺技术,开发出适合动力快充、高效储能、军工 特种电池等应用领域对应的产品。

钴酸锂和三元材料双轮驱动,23-24 年钴酸锂贡献主要毛利。2022 年之前,公司钴 酸锂业务的营收在总营收中占比约70-80%。2022 年,钴酸锂业务的营收占比下降到50%, 而三元材料业务发展迅猛,营收占比上升到 47%。到 2024 年,钴酸锂业务的营收占比 为 50%,三元材料业务的营收占比为 46%。毛利方面,由于 23 年三元正极盈利下滑幅 度大于钴酸锂,三元毛利占比下降 18pct 至 38%,钴酸锂毛利占比提升 15pct 至 54%, 24 年钴酸锂毛利占比进一步提升至 56%。

1.4. 财务:24 年起盈利水平逐步恢复,经营性利润持续向上

2024 年起经营性利润同比增长,原材料价格及正极加工费企稳,公司盈利逐步改 善。2020-2024 年公司营收从 79.9 亿元增长至 132.9 亿元,复合增速为 13.6%。2022 年 之后营收开始下降,主要因为上游原材料价格大幅下降,导致产品单吨售价下降。2024 年实现营收 132.9 亿元,同比下降 23.2%,主要系三元材料和钴酸锂价格下跌。2020-2024 年归母净利润从 2.5 亿元增长至 4.9 亿元,复合增速为 18.4%。2022 年之后归母净利润 开始下降,原因包括碳酸锂价格下滑、市场需求减弱以及行业竞争加剧等。2024 年归母 净利润为 4.9 亿元,同比下降 6.3%,若剔除资产减值损失,公司归母净利润同比向上。 25Q1 归母净利润 1.2 亿元,同比增加 4.8%。

2024 年起毛利率和净利率逐步回升。2024 年销售毛利率为 9.76%,较前一年提升 了 1.77 个百分点,而销售净利率为 3.67%,上升了 0.61 个百分点,主要系原材料价格的 稳定和下游市场需求的回升,使得公司的盈利能力得到了逐步的改善。 公司实施精益化管理策略,维持较低的费用率水平。2019-2022 年,通过持续的降 本增效措施,期间费用率逐年降低。自 2023 年起,受原材料价格下跌影响,公司产品 价格随之下降,导致收入减少,费用率有所上升,但总体上仍然保持在较低水平。

公司现金流情况良好。2022 年由于用募集补流资金替代票据支付以及产销规模扩 大、原料价格上涨等原因导致经营性现金流转负。2023 年及 2024 年公司经营性现金流 分别为 25.8 亿/17.5 亿元,均大于公司营业利润,整体现金流情况良好。

2. 钴酸锂:需求重回增长,新技术不断迭代打开利润空间

2.1. 钴酸锂行业格局稳定,跟随消费电子恢复增长

钴酸锂为最早商业化的锂电池正极材料,广泛应用于消费电子领域。钴酸锂 (LiCoO₂)作为锂离子电池最早商业化的正极材料,凭借其理论比容量高(274mAh/g)、 层状结构稳定以及成熟的加工工艺,长期占据消费电子领域主导地位,广泛应用于高端 智能手机、平板电脑、笔记本电脑等,能满足这些设备对电池高能量密度、小体积、轻 薄化的要求。 对比三元,钴酸锂有更强的压实密度、更高的电压平台,且钴酸锂工艺成熟,仍为 消费电池的最佳正极选择。

24 年国内钴酸锂产量 9.3 万吨,25 年 Q1 高增长持续。据鑫椤锂电数据,2024 年 中国钴酸锂的产量达 9.39 万吨,同比增长 18.84%,创下历年新高。25Q1 高端数码市场 继续延续 2024 年的良好发展势头,今年第一季度全球智能手机出货量达到 3.049 亿部, 同比增长 1.5%,笔记本电脑(包括移动工作站)出货量达到 4940 万台,同比增长 10%, 对应 25Q1 国内钴酸锂产量为 2.21 万吨,同比增长 22%。

政策+AI 设备放量拉动换机潮,钴酸锂重回增长。我们预计钴酸锂 25-26 年行业恢 复 10%+增长,长期看,随着可穿戴设备放量、AI 设备占比逐步提升,钴酸锂行业可维 持稳定增长。 1)AIPC、AI 手机开始放量,一方面带来换机潮,另一方面提升单机带电量。截至 目前,包括联想、惠普、华为等多家主流 PC 厂商在内,累计推出了超 50 款 AI PC 产 品, AI 手机方面,24Q1 有 11 个品牌推出 30 多款 AI 手机销量占比提升至 6%,环比 增加 4.7pct,并且苹果也加大 AI 布局,推出首款 AI 系统。在生成式 AI 从云端加速落 地终端的同时,其对设备 AI 处理的要求也将驱动芯片、内存、散热、电池等硬件端的 升级变革,因此 AIPC、AIphone 单机带电量将提升 10-15%,对应对消费类电池需求增 加 2%左右。 2)国家补贴拉动中国市场数码产品消费市场,25 年增速提升。25 年 1 月国家发展 改革委宣布加力扩围实施大规模设备更新和消费品以旧换新政策,对个人消费者购买手 机、平板、智能手表手环等 3 类数码产品给予补贴。中国智能手机市场出货量在“国 补”政策叠加春节销售旺季的拉动下,25 年一季度同比增长 3.3%。

钴酸锂格局稳定,龙头市占率维持 40%+。从全球钴酸锂市场来看,2024 年中国市 占率较去年提升 0.6%达到 94%,其中 CR5 为 88.2%,行业格局稳定。厦钨新能 2024 年 4.53V 高电压产品放量,以 44%的市占率禅联第一,天津巴莫、巴斯夫杉杉同比稳定增 长,第二、三位排名不变。

钴酸锂高电压趋势明确,推动能量密度逐步提升。钴酸锂具有高理论容量、长循环 寿命和优秀的倍率性能。提高工作电压可以显著提升 LiCoO2 的能量密度。随着下游需 求对能量密度要求逐步提升,以及钴酸锂技术逐步成熟,钴酸锂电压由 4.2V 逐步加到 4.5V 甚至更高,克容量可提升至 200mah/g 以上,可媲美高镍三元正极。当前下游 4.53V钴酸锂已实现大规模应用,4.55V 及更高电压平台钴酸锂实验室已有技术储备。

2.2. 公司技术优势领先,高电压钴酸锂独占鳌头

公司钴酸锂全球龙头地位稳固,引领全行业高电压趋势。公司从 2004 年开始研发 生产钴酸锂,性能指标持续领先行业,产品持续迭代,电压从 4.45V 增加到 4.55V 以 上,从客户需求出发不断改善材料能量密度、循环、快充、安全等性能,解决客户痛点, 巩固公司在 3C 锂电池行业的领导地位,并确立高电压技术作为钴酸锂领域的关键技术 方向,多年位居行业第一。公司 24 年出货 4.6 万吨,同增 33.5%,表现亮眼。

高电压钴酸锂稳定性变差,对包覆改性、粒径控制等工艺要求更高,生产难度较高。 高电压 LiCoO2 容易出现不利的结构相变、产气以及电极-电解液界面演变等问题,高电 压钴酸锂在前驱体沉淀、材料烧结、掺杂、表面处理、粒径控制等生产工艺方面存在较 高难度,需要依赖专业的技术积累,生产过程需注意:1)体相结构的控制:高电压下, 钴酸锂易过度脱锂,易产生相变及应力,使颗粒开裂,破坏体相结构。目前可通过微量 元素掺杂抵消应力,抑制材料开裂;2)表面界面结构的控制:高电压下,过渡金属易溶 解加速 Li 离子消耗,可采用表面包覆技术优化表面结构,抑制过渡金属溶解;3)抑制 表层氧的活性:表层氧易参与电荷转移,进一步氧化电解液,降低 Li 离子活性;可通 过表层处理及高压电解液的配套使用降低表层氧活性。

公司具备独家技术优势,性能指标持续领先,锁定客户未来 2-3 年份额。当前市场 中钴酸锂交付仍以 4.45V 产品为主,4.5V 及以上产品仅极少数公司可生产,公司通过优 化前驱体四氧化三钴控制结晶法生产工艺、掺杂包覆等技术及工艺,提升产品性能和质 量,在高电压、高能量密度等方面保持领先,当前 4.53V 钴酸锂产品通过多家客户认证, 实现小批量供货;4.55V 产品开发进度符合客户要求,性能指标领先同行,将逐步替代 4.5V 及以下产品,高电压趋势下锁定客户未来 2-3 年份额,市占率持续提升。

公司绑定优质大客户,为头部消费电池厂绝对主供。公司与 ATL、三星 SDI、村田、 LGC、 欣旺达、珠海冠宇及比亚迪等国内外知名电池企业建立了稳固的合作关系,产品 广泛应用到下游中高端 3C 电子产品中,且通过消费电池厂绑定下游手机大客户,高电 压钴酸锂供应商稀缺,公司成为国内外头部手机厂钴酸锂绝对主供,且市占率持续提升。

2.3. 公司开发新型 NL 正极,引领行业技术变革

NL 正极为公司独家开发,性能显著优于传统正极材料。公司与下游电池厂合作开 发新型 NL 结构正极材料,全称称 New layered Material。NL 正极为全新层状晶体结构, 利用特殊工艺实现锂层定向掺杂,晶体层间距扩大至 0.7-0.8nm,使得锂离子利用效率、 扩散系数等全面提升。因此 NL 全新结构正极材料在能量密度、充放电倍率等方面显著 优于传统钴酸锂、三元材料,兼具更高的能量密度、更好的倍率性能和更优的高电压稳 定性。 NL 正极初步应用于消费电子领域,25 年实现千吨级出货。公司推出的 NL 全新结 构正极材料由于其能量密度高、倍率性能好,预计初步应用于消费电子领域,当前已完 成客户小试评价,准备进入中试阶段,25 年预计可实现千吨级出货,26 年有望实现万 吨级别出货。

远期 NL 结构有望突破低空、机器人及动力领域,市场空间进一步打开。NL 结构 天然具备高能量密度、高倍率性能的优势,可解决低空、机器人等场景痛点,随着大规 模生产后进一步降本,有望突破动力、低空、机器人等领域,市场空间进一步打开。

3. 三元正极:聚焦中镍高电压产品,拓展铁锂正极

3.1. 三元行业:行业增速稳定,中镍高电压份额提升

3.1.1. 行业增速:趋于稳定,至 2030 年 CAGR 近 10%

我们预计三元正极需求由 2025 年的 107 万吨提升至 2030 年的 161 万吨,年复合增 长率近 10%。我们预计国内动力三元占比由 2025 年的 26%下降至 2030 年的 20%,海 外动力三元占比由 2025 年的 77%下降至 55%,测算全球三元电池需求由 2025 年的 545GWh 提升至 2030 年的 866GWh,年复合增长率 10%。我们测算对应三元正极材料 实际需求由 2025 年的 107 万吨提升至 2030 年的 161 万吨,年复合增长率近 10%。

三元行业产能利用率维持低位,后续产能增量主要落地欧洲,加工费基本见底。我 们预计 25 年全球三元材料新增供给 24 万吨,且后续行业扩产主要集中在欧洲,行业产 能利用率维持 55%左右。目前中镍加工费 1.4 万元左右,高镍加工费 2.1 万元左右,进一步下降空间有限。

3.1.2. 行业格局:中镍高电压份额提升,厦钨市占率稳居中镍第二

中镍高电压份额持续提升,并且市场需求往 6 系材料转移。中镍高电压凭借性价比 与安全性优势实现快速增长,其中 6 系材料 24 年产量占比达 32%,同比大幅提升 11pct, 25 年 1-5 月占比进一步提升至 40%,而 5 系份额受到挤压,24 年产量占比同减 6pct 至 26%,25 年 1-5 月降至 20%。高镍三元 24 年产量占比同减 4pct 至 42%,25 年 1-5 月小 幅下滑至 40%,海外市场仍以高镍路线为核心。

三元材料行业整体增速趋缓背景下,部分中镍高电压厂商实现逆势突围,中镍龙头 市占率优势明显。25 年 1-5 月,南通瑞翔依托中镍高压产品将份额提升至 25%,市占率 反超高镍龙头容百科技;厦钨新能以 6.9%市场份额位列第五,较 24 年份额下降 1.2pct。 分型号来看,在中镍主流产品 6 系材料中,南通瑞翔以 67%份额占据龙头地位,厦钨新能以 14.4%份额位列第二。

3.2. 公司:中镍高压技术领先,拓展下游新领域销量高增

3.2.1. 中镍高电压性能领先,深度绑定优质客户

技术积淀赋能中镍高压,产品迭代持续领跑行业。公司依托钴酸锂领域多年高电压 技术积累,率先完成技术迁移与产品创新,构建三元材料差异化竞争优势。2015 年即实 现 4.3V 高电压 Ni3 系单晶 NCM 规模化量产,随后迭代推出 Ni5/Ni6 系单晶产品,成为 全球最早将单晶中镍高压三元材料批量应用于动力电池的企业之一。其技术突破性体现 在:中镍高压 Ni5 系能量密度超越行业常规 Ni6 系,Ni6 系性能对标主流 NCM811 材 料;最新研发的 4.45V 高电压 Ni7 系产品能量密度已与 Ni9 系超高镍持平,实现"中镍 高压替代高镍"的技术颠覆。通过持续优化单晶结构设计与低钴化工艺,公司形成"技术 储备-产品升级-性能反超"的闭环创新体系,奠定中镍高压技术路线的行业标杆地位。

中创新航为第一大客户,持续拓展下游优质客户。企业通过长期稳定的战略合作机 制,与中创新航、松下、比亚迪、欣旺达、宁德时代等全球头部电池制造商建立深度互 信关系,成功嵌入 LG 新能源、三星 SDI 等国际主流动力电池企业的核心供应体系。当 前中创新航为第一大客户,出货占比约 50%,另外欣旺达、松下、比亚迪占比较高且在 持续上量,其中厦钨新能是比亚迪三元材料的独供。

3.2.2. 坚持全球化战略,法国布局产能

全球化产能部署加速成型,合资深化欧洲本土布局。公司三元材料主要分布于法国、海璟、宁德三大生产基地。其中法国 4 万吨高镍三元材料项目稳步推进,该项目由控股 子公司欧洲厦钨新能与法国核能巨头欧安诺集团(Orano)旗下 Orano CAM 合资建设, 总投资额达 39.6 亿元人民币,欧洲厦钨以 51%控股地位主导运营(注资 1020 万欧元), 标志着企业海外本土化战略进入实质性落地阶段。截至 24 年底,公司已有三元材料产 能 6.5 万吨,在建产能 15.5 万吨,我们预计 25 年内将新增海璟基地 4.5 万吨产能,25 年底总产能达 11 万吨左右。

3.2.3. 拓展下游新领域销量逆势增长,25 年预计单吨盈利稳定

2024 年公司拓展下游混动、低空等新应用领域,三元销量逆势增长 37%,预计 25 年有望 20-30%增长。2024 年,厦钨新能凭借高电压、高功率的技术优势,不断拓展混 动增程、无人机等新领域,公司三元材料实现销量约 5.14 万吨,同比增长 37%。我们预 计 25 年公司三元销量有望实现 20-30%增长。 2024 年受行业竞争影响三元盈利水平下滑,预计 25 年单吨盈利维持 0.2 万元以上。 受行业产能过剩、高电压技术溢价被压缩等因素影响,2024 年仍处于盈利修复的过渡期, 平均单吨毛利为 0.94 万元,同减 34%,单吨净利约 0.2 万元。我们预计 25 年加工费基 本稳定,且新产品新领域放量带来一定溢价,单吨净利有望维持 0.2 万元以上。

3.3. 公司开创性布局铁红工艺磷酸铁锂正极,未来放量可期

公司采用水热法铁锂工艺,注重低温、倍率性能,走差异化路线。公司磷酸铁锂以 解决磷酸铁锂低温倍率性能差的痛点为切入点,引入水热法合成磷酸铁锂工艺技术,结 合均相合成、前驱体掺杂、粒径精准控制三大核心技术,开发出适合动力快充、高效储 能、军工特种电池等应用领域对应的产品。目前固液混搭磷酸铁锂产品和纯水热法磷酸 铁锂产品已完成客户审核认证和产线批稳验证工作,具备量产条件并开始向客户批量供 货。 公司产能爬产中,产能利用率及良率改善后预计可恢复盈利。雅安基地液相法磷酸 铁锂一期项目主要进行生产调试和客户认证工作,并开始批量供货,二期项目已完成设 备采购及安装,正在进行设备调试工作。公司 24 年铁锂业务形成亏损,后续产能利用 率及良率改善后预计可恢复盈利。

4. 固态电池产业发展提速,技术聚焦,公司硫化锂竞争力强

4.1. 行业:固态电池聚焦硫化物,中试线加速落地

固态电池作为未来电池技术的重要发展方向,采用固态电解质替代易燃的有机电解 液,从根本上解决了安全性问题,彻底消除了漏液、燃烧和爆炸风险。在能量密度方面, 固态电池展现出巨大潜力,理论值可达 500 Wh/kg 以上,远超当前液态锂电池的 250 Wh/kg;其次,固态电池具备更宽的工作温度范围,具备更高的良好的高温性能,显著 提升了极端环境下的可靠性。但固态电池的循环寿命、倍率性能相对较低。固态更适合 航空航天低空、高端消费和高端动力电池领域。

目前,全球头部车企和电池厂商纷纷加大研发投入,中国企业赶超进度明显。日本 押注硫化物路线,研发布局最早,技术和专利全球领先,打造车企和电池厂共同研发体 系,政府资金扶持力度超 2 千亿日元(94 亿元 RMB),力争 30 年实现全固态电池商业 化,能量密度目标 500Wh/kg。20 年起,我国首次将固态电池列入行业重点发展对象并 提出加快研发和产业化进程。24 年 5 月,政府首次投入约 60 亿元用于全固态电池研发, 相关项目由政府相关部委牵头实施,经过严格筛选后,最后具体分为七大项目,聚焦硫 化物和聚合物等不同技术路线,加快全固态电池的商业化。

国家多部门重点支持固态电池,技术聚焦硫化物全固态。固态电解质作为固态电池 的核心材料,其直接决定了电池的安全性、能量密度和循环寿命等关键性能。目前主流 技术路线可分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物四种。硫化物电解质展现出最大的发 展潜力,其离子电导率最高(可达 10⁻² S/cm 量级),且具备优异的机械加工性能,能够 实现与电极材料的紧密接触,是目前主流选择。然而硫化物路线仍面临诸多挑战:易与 空气/水分反应、界面副反应多、原材料成本高昂。氧化物电解质热稳定性好且成本较低, 但室温离子电导率普遍偏低,且质地脆硬导致加工困难,目前主要应用于半固态电池体 系。卤化物电解质性能介于氧化物和硫化物之间,兼具较高的离子电导率(10⁻³ S/cm) 和良好的抗氧化能力,且原料成本优势明显,但耐还原性差。

产业链进展超预期、固态进入中试关键期。按照工信部项目考核节点,预计 25 年底前进 行中期审查,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(每个项目 1000 辆装车)。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。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。

4.2. 硫化物电池:降本核心为硫化锂,性能要求高

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+。

硫化物常用材料体系有四种,其中锂磷硫氯为主流选择。硫化物基固态电解质体系 常见有四种,即锂锗磷硫(LGPS),锂硅磷硫氯(LSiPSCl),锂磷硫氯(LPSCl)以及锂磷硫 (LPS)。其中锂锗磷硫(LGPS)离子电导率最高,但原材料成本极高,不能与锂金属共存, 主要用于科研应用;而锂磷硫氯(LPSCl)具备成本优势,离子电导率优异,并与锂金属良 好的兼容性,成为量产主流选择,目前价格 500 万元/吨,规模化后有望大幅降低。 锂磷硫氯的原材料主要有硫化锂、氯化锂和五硫化二磷,其中成本最高为硫化锂。 硫化锂属于立方晶系,具有反萤石结构,化学性质非常活泼,在自然界并不稳定,在空 气中易吸收水蒸气发生水解,放出剧毒硫化氢气体,制造和储存要求较高,且应用市场 主要为硫化物固态电解质,规模较小并对纯度和粒径要求极高,目前价格较为昂贵,在 300-500 万元/吨。根据我们测算,1GWh 的锂磷硫氯全固态电池约合消耗 700-1000 吨锂 磷硫氯固态电解质,每吨锂磷硫氯固态电解质平均消耗 450 公斤的硫化锂粉体,单 wh 硫化锂原材料成本 1.0 元左右。

硫化锂主流有三大类制备方法,包括固相法、液相法、气相法。当前高温直接固相 法和碳热还原法产业化进展更快,但气相法在高纯度、纳米化等领域潜力大,液相法未 来降本空间大: 1)固相法:是当前硫化锂工业化生产中最成熟、应用最广泛的技术路线,主要包括 碳热还原法和金属锂直接硫化法两种主要工艺。碳热还原法:因其成本优势和规模化生 产能力,国内厂商多聚焦该路线。该工艺以硫酸锂或碳酸锂作为锂源,石油焦或高纯石 墨作为还原剂,在高温惰性气氛(N₂或 H₂)条件下进行还原反应。其优势在于工艺成熟 度高、设备投资相对较低、原料成本可控,可规模量产。但纯度受限、有碳残留问题, 同时反应过程中会产生具有腐蚀性和毒性的 H₂S 尾气。金属锂直接硫化法:采用金属锂 与硫粉在惰性气氛中直接反应的工艺路线,可获得纯度超过 99.9%的高品质 Li₂S,但由 于金属锂极高的化学活性和安全风险,该工艺目前仅限实验室和小规模特殊应用。 2)液相法:制备硫化锂主要包括有机溶剂法和熔盐电解法两种技术路线,这类方 法通常能够获得更高纯度的产物,但在工业化规模和生产成本方面面临更大挑战。有机 溶剂法:采用有机锂化合物(如乙基锂、丁基锂等)与硫化氢在有机溶剂中发生复分解 反应生成 Li₂S 沉淀。该工艺的最大优势是反应条件温和,且能够直接获得纳米级粉体, 非常适合对材料粒径有严格要求的应用场景。但有机溶剂大多具有毒性和易燃性,环保 要求高。熔盐电解法:该技术将 Li₂SO₄溶解在 LiCl-KCl 低共熔熔盐体系中,通过电解还 原硫酸根离子来制备 Li₂S。这种方法理论上可以获得纯度超过 99.9%的 Li₂S,且避免了 碳、氢等元素的引入。但高温熔盐对电极材料和反应器内衬的严重腐蚀;其次是 Li₂S 产 物与熔盐的分离困难,通常需要采用高能耗的真空蒸馏工艺;此外,电解过程中的电流 效率普遍偏低,影响经济性。

3)气相法(CVD):制备硫化锂主要包括化学气相沉积和等离子体气相硫化两种 技术路线,这类方法能够获得超高纯度的 Li₂S 产品(≥99.99%),特别适合对材料纯度 要求极高的高端应用。化学气相沉积法:通常以 LiCl 和 H₂S 作为前驱体,在高温(800- 1000℃)反应室内发生气固反应。该工艺可以通过精确控制沉积参数(温度、压力、气 体流量等)来调控产物的形貌和结构,既能制备致密的 Li₂S 薄膜,也能获得超细 Li₂S 粉 体。但面临设备投资大、HCl 尾气腐蚀性强、成本高等问题。等离子体气相硫化:将金 属锂在真空条件下加热蒸发产生锂蒸气,同时通过射频或微波等离子体将硫气化活化, 两者在低温等离子体环境(200-500℃)中反应生成 Li₂S。这种方法的反应温度显著低于 传统热法,但锂蒸气的精确控制难度大,需要复杂的温控和输送系统,同时等离子体稳 定性差,且需要在真空环境下发生反应,设备维护成本高。

4.3. 公司硫化锂聚焦气相法,背靠集团,优势明显

厦钨新能在固态电池领域构建了固态正极、氧化物和硫化物固态电解质全方位的技 术布局。在电解质材料方面,公司开发了两种技术路线:一方面深耕氧化物体系,通过 优化合成工艺成功研制出高性能锂镧锆氧和磷酸钛铝锂电解质材料,其独特的表面改性 技术显著提升了界面相容性;另一方面突破硫化物体系,基于集团在冶金领域的深厚积 累,开发出具有自主知识产权的硫化锂制备新工艺,实现了关键材料的国产化突破。在 正极材料领域,公司构建了完整的产品矩阵,不仅完善了传统高镍三元材料体系,更创 新性地开发了新一代层状正极材料 NL,能够与不同类型的固态电解质形成良好的界面 接触,适配氧化物和硫化物固态电池体系。

厦钨新能创新性采用 CVD 技术制备硫化锂,性能优异。在固态电池硫化锂制备上 采用了化学气相沉积(CVD)技术,结合集团在金属冶炼和稀有材料领域的深厚积累, 形成了独特的工艺路线。公司 CVD 法将活性锂化合物与含硫化合物反应,在高温反应 器中沉积高纯度 Li₂S。其制备的 Li₂S 纯度可达 99.99%以上,且能精准调控产物形貌, 满足固态电池对界面兼容性和离子传导效率的严苛要求。 集团资源协同,从设备到冶炼,一体化布局。一方面,母公司厦门钨业在稀有金属 冶炼和耐腐蚀材料研发上具有全球领先技术,为 CVD 设备的抗腐蚀设计提供了关键支 持,解决了 HCl 尾气对反应器的侵蚀问题。其次,厦钨早年通过兄弟公司攻克了高成本 氧化锂的工业化制备难题(价格从 200 万/吨降至十几万/吨),其高温气相反应经验(如 钝化控制、尾气处理)可直接复用于硫化锂生产,显著缩短研发周期。公司目前硫化锂 采用兄弟公司产能,规模化后,预计降本空间大,预计可降至 50 万/吨以内。 厦钨新能硫化锂已成功对接日本厂商,并积极送样国内客户。公司硫化锂小试、中 试结果显示其降本空间较大。已为日企持续送样高纯 Li₂S。国内方面,公司与欣旺达达 成固态电池合作,并积极对接清陶、中创新航等,产品测试性能领先。


(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