中信证券:半固态电池产业化在望 关注三条投资主线
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2024-04-09 20:43:26
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  中信证券研报表示,固态电池具有安全性更强、能量密度更高、工艺更极致等多方面优势,符合大容量二次电池的未来发展方向。半固态电池作为过渡路线,已经处于量产前夜。中信证券预测2025年、2030年全球固态电池出货量分别将达38GWh、509GWh。在半固态电池→准固态电池→全固态电池这一产业化路径中,液体电解质的含量会逐步降低,硅基负极等材料的渗透率会持续提升,隔膜环节亦将发生变革,而软包电池的市占率有望逐步提升。整体而言,建议重点关注三条投资主线:1)固态电解质是固态电池的核心环节,在固态电池的产业化进程中最为受益,建议关注固态电解质研发及产业化进程较为领先的企业;2)固态电池可以匹配更高容量的正负极材料,其产业化进程将会进一步拉动硅碳负极等材料渗透率的提升,建议关注布局硅碳负极各个环节的相关企业;3)在电池环节,建议关注产能布局领先、有望率先实现规模化生产的半固态电池企业。

  全文如下

  主题策略|半固态电池产业化在望,关注三条投资主线

  固态电池具有安全性更强、能量密度更高、工艺更极致等多方面优势,符合大容量二次电池的未来发展方向。半固态电池作为过渡路线,已经处于量产前夜。我们预测2025年、2030年全球固态电池出货量分别将达38GWh、509GWh。在半固态电池→准固态电池→全固态电池这一产业化路径中,液体电解质的含量会逐步降低,硅基负极等材料的渗透率会持续提升,隔膜环节亦将发生变革,而软包电池的市占率有望逐步提升。

  整体而言,建议重点关注三条投资主线:1)固态电解质是固态电池的核心环节,在固态电池的产业化进程中最为受益,建议关注固态电解质研发及产业化进程较为领先的企业;2)固态电池可以匹配更高容量的正负极材料,其产业化进程将会进一步拉动硅碳负极等材料渗透率的提升,建议关注布局硅碳负极各个环节的相关企业;3)在电池环节,建议关注产能布局领先、有望率先实现规模化生产的半固态电池企业。

  ▍从液态到固态,锂离子电池将迎来代际升级。

  固态锂电池有望同时解决液态锂离子电池当下面临的三大挑战:能量密度接近理论上限、电池寿命有限、安全性问题。各国政府纷纷通过产业政策角逐固态电池产业化进程,根据我们的不完全统计,我国固态电池已有10GWh产能,中期(2025年左右)产能规划超过128GWh。我们认为,固态电池将从高端应用领域开始逐步渗透,2023-2024年有望率先应用于自动导向车、军工航天、医疗、部分高端新能源车型等价格敏感度较低、安全性能要求较高的领域,2025年之后开始应用于核心领域储能、无人机、消费电子等领域,2027年后随着成本下降开始大规模应用于新能车、储能等领域。我们预测2025年、2030年全球固态电池整体渗透率分别约为1.7%、8.4%,出货量分别将达38GWh、509GWh。

  ▍固态电池产业化将为现有锂电产业链带来行业变革。

  就材料体系而言,我们预计固态锂电池的产业化是个系统工程:1)逐渐提升固态电解质占比,降低现有电解液含量,从而可划分为液态、半固态、准固态和全固态四大类;2)锂电池负极材料将从现有的石墨负极逐步升级为硅基负极,再通过预锂化不断提高负极的金属锂含量;3)正极材料中则有望逐步添加固态电解质,形成高压复合电极;4)隔膜转型过程漫长,半固态电池仍然需要隔膜,全固态电池或将不再需要隔膜。就生产工艺而言:(半)固态锂电池制备工艺流程与传统锂离子电池软包叠片工艺部分兼容,固态电解质成膜工艺是关键。

  ▍技术和成本双制约,固态电池前路漫漫。

  固态锂电池仍需技术攻关,解决界面相容性和稳定性等问题:固态锂电池存在电解质内部界面、电极与电解质之间界面等界面问题,影响其循环性能和倍率性能;固态电解质的离子电导率仍然普遍低于液态电解质,降低了电池的倍率性能和功率密度;新型负极的开发仍需克服枝晶生长、孔隙形成等问题。降本是固态电池产业化的关键,我们测算当前氧化物半固态电池、硫化物半固态电池总成本分别约为0.76元/Wh、0.86元/Wh,显著高于液态锂离子电池,未来需要通过研发投入和规模效应来实现持续降本。

  ▍半固态锂电池作为过渡路线,产业化在望。

  按照技术迭代的难易程度,预计从液态锂离子电池到固态锂电池的技术迭代路径将大致遵循“固态电解质→新型负极→新型正极”的顺序。半固态电池电解质采用固液混合形态,与现有锂离子电池供应链重合度很高,是当下锂电池技术迭代升级进程中的过渡路线。根据厂商已公告的规划,半固态锂电池将更早实现产业化,有望于2024年开始大面积上车。

  ▍风险因素:

  固态电池技术进展不及预期;固态电池综合性能不及预期;政策变化影响固态电池行业发展的风险;技术路线变革的风险;下游应用进展和需求不及预期;产业化进展不及预期;行业竞争加剧的风险;假设条件变动影响测算结果。

  ▍投资策略:

  固态电池具有安全性更强、能量密度更高、工艺更极致等多方面优势,符合大容量二次电池的未来发展方向。半固态电池作为当下锂电技术升级中的过渡路线,已经处于量产前夜。从产业化进程来看,我们预计固态电池会从半固态电池开始,2023-2025年有望率先应用于AGV、军工航天、医疗、部分高端新能源车型、核心领域储能、消费电子等价格敏感度较低、安全性能要求较高的领域,2027年后开始大规模应用于新能车、储能等领域。我们预测2025年、2030年全球固态电池整体渗透率分别约为1.7%、8.4%,出货量分别将达38、509GWh。

  在半固态电池→准固态电池→全固态电池这一产业化路径中,液体电解质的含量会逐步降低,硅基负极等材料的渗透率会持续提升,隔膜环节亦将发生变革,而软包的市占率有望逐步提升。整体而言,现阶段我们建议从三条投资主线布局固态电池产业化进程:1)固态电解质是固态电池的核心环节,在固态电池的产业化进程中最为受益;2)固态电池可以匹配更高容量的正负极材料,其产业化进程将会进一步拉动硅碳负极等材料渗透率的提升;3)在电池环节,产能布局领先、有望率先规模化生产的企业有望形成竞争优势。

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