专栏名称: 有道调研
日常分享宏观经济总量需求; 行业景气度,上下游产业链关系; 企业财务变化、经营业绩拐点,管理水平; 为中小投资机构和个人投资者带来最新的投资研究报告。
目录
相关文章推荐
艾儿天空  ·  阅文2024年会将于2月28号在新加坡圣淘沙 ... ·  2 天前  
解放军报  ·  起床号 ·  3 天前  
51好读  ›  专栏  ›  有道调研

固态电池技术 深度交流纪要

有道调研  · 公众号  ·  · 2024-04-03 00:32

正文

更多投研资料点击加入知识星球






星球内每日更新内容超300条 发文章至朋友圈或微信群,即可免费获得一周调研纪要合辑
星球内每日更新内容超300条

近期,由于智己和VIVO发布了搭载半固态电池的产品,固态电池再次进入视野。 相比于液态电池,固态电池最核心的优势在于安全和能量密度高。 #目前液态锂电池能量密度的天花板是300Wh/kg,#而固态锂电池的理论能量密度是700Wh/kg。 从材料变化上来看, 相比于液态电池,半固态电池会将电解液部分转变为固态电解质,隔膜仍保留,正极采用三元正极,负极采用石墨或者硅碳负极。而全固态电池的电解液则全部转变为固态电解质,隔膜取消与否取决于技术路线,负极初期可采用石墨或者硅碳,后期采用金属锂;正极可采用三元或者硫化物或者层状富锂锰正极等其他方案。从研发角度来看,#固态电池是以电解液、负极、正极来循序渐进的。 从行业进展来看, 当前不论是中国、美国、日本、还是德国都有相应支持固态电池的政策。而在行业层面,由于固态电池的优势在于安全和续航,#预计未来在飞行端、新能源车端、消费电子端以及储能端都会有所应用。

1)飞行端: 对续航和安全需求较高,且对成本较不敏感,#所以有可能会成为最先放量的方向。目前NASA、宁德时代、亿航智能已有所布局。

2)新能源车端: 岚图追光已搭载半固态电池;卫蓝360Wh/kg锂电池半固态电芯已交付与蔚来;Solid Power向宝马交付全固态动力电池A样;智己发布了搭载半固态电池的L6。

3)消费电子端: vivo发布了搭载半固态电池手机。

4)储能端: 海博思创已联合卫蓝开发了半固态锂电池储能产品。作为下一代电池技术,固态电池所拥有的安全和续航能将电池的技术水平推向另一个高度。随着产业化进展的加速,建议关注电池端的#宁德时代、国轩高科、蔚蓝锂芯、珠海冠宇,材料端的#三祥新材、东方锆业、金龙羽、瑞泰新材、上海洗霸、当升科技、翔丰华、元力股份、天奈科技等。风险提示:固态电池技术研发进度不及预期;下游需求不及预期

【纪要详情】

1.产业迭代与机遇

尽管当前固态电池市场热度尚未达到峰值,但今年被 认为是 固态电池发展的元年,蕴含着众多投资机遇,类似于2022年复合晶体技术 在新能源和锂电领域的突破性地位。

锂电池行业以往聚焦于快充技术和经济效益,但市 场需求正转向更高层 次的安全性和能量密度。固态电池技术因其能够在保证安全的同时大幅降 低成本的特点,成为市场关注的焦点,并预计将持续影响至2025年。

为了降低成本,固态电池技术研发的关键在于提升电压平台和材料的容 量,以减少每千瓦时所需材料量,从而实现成本大幅下滑。同时,随着能 量密度的提高,固态电池凭借其卓越的安全性,适应了高电压和高容 量条 件下的需求,允许采用更为先进的电化学方案,如金属锂和硅基电 极。

2.航空级电池标准与发展趋势

高能量密度电池在航空领域的应用尤为关键 ,航空器对电池质量极为敏 感,高能量密度有助于提高有效载荷和整体性能。通用航 空装备创新应用 实施方案提出对数百瓦时每公斤能量密度电池产品的需求 ,推动固态电池 技术向着400瓦时每公斤航空级产品的量产 目标前进。

半固态电池技术虽成本高于液态电池,但在某些应 用场景下已开启实用化进程,并预示着固态电池混合时代的来临,这不仅有利于打造更安全的 交通工具,也为大规模应用打开了新的发展空间。

3.成本与安全性考量

若现有电池成本能降低50%,达到每瓦时0.3元人民币的价格,将极大 地提升电池行业竞争力。目前固态电池技术正朝着提高安 全性和能量密度 双重目标发展,通过技术创新降低成本,成为了企业发展的重要策略。

不同类型的电解质(如硫化物、氧化物、氯化物)都在研究 之中,表明 电池行业正处于全面技术迭代阶段,各家公司分别押注不 同电解质路线, 其中氧化物电解质,尤其是锂过氧化物技术路径具有一定 的确定性和高成 功率,例如三峡集团在固态电池技术上的垂直整合程度高,未来发展值得 期待。

4.负极材料革新

硅基负极材料因其高能量密度和优异电气性能成为研发热点, 尤其是在 无人机等对瞬时功率需求大的场景中。虽然硅基负极存在膨胀等问 题,但第三代技术通过使用多孔硅和粘合剂,并借助化学气相沉积工艺优化 ,已 逐步解决这些问题。尽管成本目前仍较高,业界普遍认为通 过工艺改良, 降低成本的可能性较大。

5.行业现状与前景

固态电池行业在2024年迈入实验室研发向规模化生产的过渡阶段,头部 企业如宁德时代、韩国三星和部分美国团队在推动全固态和半固态电池的 商业化进程,具体表现为全固态电池产品的出现和大规模生产线的建设。

具体到企业动态,如大众汽车致力于规模化全固 态电池生产线的建设, 提升产能并降低成本, SKY 与大众共建合资企业,目标实现大规模固态电池产能布局。 SamsungSDI 则在缩短生产流程、提高核心工艺效率等方面 取得进步,并计划为纯固态电池量产新建产线。

6.市场反响与未来趋势

固态电池装车量超出预期, CATL 等领军企业在半固态电池领域已有实 质性的产能释放,蔚来汽车等企业的初步尝试提供了重要数据 支持。未来 固态电池行业的关键指标将是装车量的稳步增长,以及各大生 产基地的产 能释放。

商用车企如比亚迪等也在积极规划搭载固态电池 的新型车型,市场预期 CATL等企业的产能表现将会持续强劲。同时,飞行汽车等领域对高能量密 度和安全性的需求将进一步推动固态电池技术的 发展。

7.投资分析与建议

投资者在寻找固态电池行业投资机会时,应关注 具备核心技术优势和创 新能力的企业,如瑞典新南公司等。同时,美菱股份、贝特瑞以及专注于 硅碳技术的园林股份公司等,在固态电池赛道中被视为较为可 靠的投资对 象。

总之,固态电池行业的发展前景广阔,围绕成本、安全性和能量密度的 平衡优化将决定其在能源解决方案中的战略地位,同时也为投资者提供了丰富的长期投资机会。随着技术进步和市场应用的不断深化,固 态电池行 业将呈现持续发酵的态势,并在未来几年中反复引起市场 的关注和投资热 潮。

会议实录

1.产业迭代与机遇

市场有风险,投资需谨慎。本会议信息仅供参考,并不代表任何投资建议。 本公司不对任何人因使用本会议中的信息所引致的任何损失承担任何 责任。

各位投资者好,我是固态电池领域的张江。今天由我和林玉共 同跟大家探 讨固态电池行业的一些机遇。关于此主题, 我们已经举办过多次电话会议, 并多次与投资者交流。尽管市场热度未如当前,我们依然认为,今年标志 着固态电池的元年,机会众多。可以类比于2022年的复合晶体技术,这是 新能源及锂电板块中最新、最热的技术。目前,锂电技术主要集中在快充和符合经济方向。然而,快充和服务经济体已逐渐显示出审美疲劳,甚至 是开始消失的趋势。

目前的固态电池技术,正处于一个类似2022年的转折点。这是市场最关 注的新技术引进,预计将贯穿整个年度,乃至延续到2025年。我们认为, 目前的判断依然有效。另一点不变的是,这个行情只适合一类投资者,即 那些喜欢追踪主题、新技术、并且交易操作水平较高 的投资者。

今天的讨论主要集中在两大点:第一,固态电池的意义发生了哪些变化;第二,固态电池行业产业的变化。我们一直强调,固 态电池追求的是成本 降低,而不仅仅是安全性提高。由于锂电板块90%的成本来自于原材料,而原材料价格已被压缩到极致,我们需要回归到研发本质,即通过科技创 新来降低成本。

目前,为了进一步降低成本,我们必须提高电压平台和材料的容量 。这 样,每千瓦时所需的材料量就会显著下降,带来成本的大幅度滑坡。这种 技术迭代和创新,将开拓新一轮的产业应用。

然而,随着能量密度的提高,安全性问题随之凸显。在高电压和高容量 的前提下,固态电池以其独特的安全性成为解决方案。正是这种独特属性, 使得固态电池能够使用更激进的电化学方案,如金属锂、硅基电极等,从 而本质上提升能源密度。

3月27日,副主委发布的通用航空装备创新应用 实施方案,标志着行业对 高能量密度的锂电池产品的需求。这一需求推动了固态电池技术的发展, 目标是实现400瓦时每公斤航空级锂电池产品的量产,以及500瓦时每公 斤产品的应用验证。

固态电池不仅是追求绝对安全,更重要的是通过提高安全性来实现成本 的降本效果。这是企业发展的命脉。目前,固态电池技术的另一个 变化是, 它开始被应用于追求安全性和能源密度的产品。这说明 ,只有在正负极材 料和电压平台进行适当的更换后,提高能量密度才具有实际意义。

综上所述,固态电池的发展前景及其在成本、安全性和能源密度方面的 平衡,将定义其在未来能源解决方案中的地位。本场投资交 流会提供的信 息,旨在为投资者提供一个关于固态电池行业当前 和未来状况的快照。

2.航空级电池标准,固态电池发展新趋势

固态电池更新汇报中,特别强调了在航空领域对电池能量密度的追求是 至关重要的。不同于乘用车,飞机对质量有极高的敏感性。因此,提高电 池的能量密度不仅可以增加有效载荷,还能大大提升航空器的性能。目前, 通用航空级的锂电技术标准和技术目标已经发布,提出了 达到几百瓦时每 公斤的能量密度水平的目标。例如,一个120千瓦时的电力系统,如果采 用200瓦时每公斤的电池技术,则电池包的总重 量为600公斤。而如果能 够达到500瓦时每公斤,则总重量可降至240公斤,直

接减轻了三百多公斤,相当于增加了两个人的承载能 力。这一点凸显了追 求高能量密度和极致安全性的重要性。

在固态电池的研发进程中,目前已经从半固态到准固态阶段 有了一定的应 用,尽管其成本仍高于现有的液态电池。然而,确定了应用场景的情况下,开启了混合电池的元年,无论是制造更安全的车辆,还是实现大规模应用, 在未来的发展潜力上,这一行业有了更大的意义。

关于成本的探讨,如果现有电池方案能够将成本降低50%,达到0.3元 钱一瓦时,则60度的电力成本仅为1万块钱左右,这对于电池行业的竞争 力是有极大的意义的。

在行业的变化上,液态到半固态甚至到固态电池的迭代变化,是一个重要 的趋势。电解质的选择成为了关键,世界上尚没有统一认为某种电解质是 未来的最终解决方案。不同的公司正在探索不同的方向 ,包括硫化物、氧 化物和氯化物等。这标志着电池技术正处于一个完全迭代 的体系中。

对于投资者而言,股市有其固有的逻辑和规律。对于那 些寻找投资机会的 人来说,选择有潜力的企业至关重要。然而,二 级市场有金融记忆,新发 掘的方向大概率也能实现增长。因此,瑞典新南公司由于其在 电化学创新 和研发方面的实力,可能成为值得关注的对象。

3.固态电池产业趋势解析

尽管氧化物电解质仅代表了电解质发展的一种趋势,且氧化铝铈氧化物( AACO )只是其中氧化物电解质的一个细分方向,它们并不像锂那般在锂 电池中不可或缺。目前,许多公司如大众正在顺利发展其固态电池技 术。 我认为,如果评估胜算,氧化物电解质代表三条可能的技术路线中的一条, 而在这一路线中,锂过氧化物最有确定性。特别是三峡集团,在国内的垂 直整合程度极高,因而其未来发展前景值得看好。至少有三分之一的概率 能成功,甚至可能高达二分之一。在硫化物或氧化物的贡献下,氯化物可 能不会成为最终的主流。

在负极材料方面,为了追求更高的能量密度和电气性能,硅基负极成为 关注焦点。特别是在电动运输工具,如无人机( DMD )运营中,起飞阶 段对瞬时功率的需求很大。此时,尽管硅基负极存在短板,但第三代技术 可逐步克服相关问题。第三代硅基负极主要依靠两种材料:多孔硅和粘合 剂。其生产工艺通过化学气相沉积(CVD)形成均匀涂层,有效解决了膨

胀和性能恢复问题。尽管目前成本仍然较高,但行业经验表明,只要原理 成立且非技术限制,通过工艺改良降本是有可 能的。

在固态电池领域,美菱股份和贝特瑞是靠谱的选项 。尽管贝特瑞可能不 那么受欢迎,有人认为它规模较小,但正因如此,它具有潜 在的增长空间。 至于负极材料,应重点关注硅碳技术,例如园林股份公司。这些公司在目 前固态电池的赛道中相对而言是靠谱的。

我们定义今年为固态电池的元年,并不认为炒作一旦结 束这个主题也就 完结了。市场前景和产业趋势显示话题度和产业热度将在未来一两年内持 续反复出现。固态电池是当前锂电池新技术中唯一发展迅速的领域, 并且 需要明确区分全固态和半固态电池。

在接下来大半小时的报告中,我将分享我对于这个行业的 理解和观察到的 变化。接下来也请张老师就特定公司展开讨论。另外,荣誉 工程师出身的 农民在技术方面有着深入了解,因此,如果大家后续有相关需求,不论是 专业支持还是行业趋势,都可以与他进行深入 交流。

好的,感谢东哥,晚上好各位投资者。我将继续讨论我们应该关注的 行业 方向和目标。在上周,许 多投资者对于2024年潜在的投资目标和催化因素表现出浓 厚兴趣。近期 关键词的变化显示,固态电池从一个模糊主题演变为有了明确产业成果的领域。今年无论是半固态还是全固态电池,我们均认为他 们已经进入了全 新的里程碑阶段。

对于行业来说,今年将标志着从实验室研发向规模化生产的过渡。通常, 这一阶段将由一些头部企业引领,例如宁德时代、韩国三 星以及美国的团 队。值得关注的两个方向是:一是今年可商业化的全固态电池产品的出现, 二是规模化固态电池生产线的建设。

4.固态电池产业动向解析

在电池开发的这一阶段,全方位来说,它实际上是一个必要的阶段。相较 于之前的A样品阶段缩短开发周期,电池不一定需要与装车时的尺寸形态 完全相同,重点验证的是化学体系的可行性。但到了B样品阶段,需要完 成电池的设计定型,对于车企来说,则需要启动模组和样车的测试。因此, 在这个阶段关键的是如何把电池规格放大。本行业的一些公司如 ChenScape,今年有望推出首个商业化产品的小批量生产, 预计容量大约 是5 Ah SolidPower 的大容量电池预计约为230 Ah ,已在去年11月交付 给宝马进行测试。 SamsungSDI 方面,已将产品送到宁德,产品已相当成 熟,宝马也计划用四年时间进行测试。宁德正努 力将产品放大到22 Ah 上,甚至达到之前提到的45至50Ah的大容积电池。

Volkswagen 在今年的重点关注点是规模化的全量产线建设。在这个阶段 不仅要完成电池设计定型, 还要开发对应的生产线工艺,配套设备升级 以实现工业化生产的成本降低。 例如之前提到的 CommonSkate,在2014年就开始建造自己的Gigafactory级别产线, 产出效率从原先的每周2002000件提升至每周10万件,实现了5 0倍的产量 提升,满足G20级别产线的产出要求。上周,昆山的 SKY 和大众计划建立 合资企业,并在未来建设每年21 GWh 产能的大型工厂。 SUVPower 去年 SKI 签订了联合开发协议后,今年计划开始在韩国建设新工厂 。结合 SKI 在软包电池制造上的成熟生产体系,相关产能建设将快速推进。

SamsungSDI在二月份启用了一项新的产品工艺,将核心工艺从原先的30 分钟缩短至五分之一。如果这项工艺验证可行,今年将建设 新的产线来支 持其未来的纯固态电池量产。

在半固态电池方面,今年的装车量超出了预期。去年行业 对半固态电池上 车持保守态度,主要因为缺乏大量的装车验证数据,使得车企和电池厂商 难以承担风险。今年的变化是源于北京未来的奇点汽车。CATL等半固态电 池的标杆企业将在这四年释放产能。蔚来汽车在两家企业释放产能之前进 行了预先操作,在从去年11月到今年二月这段时间内,装机量已接近 1.26GWh,相当于上万台汽车的电池需求量。这为获取反馈数据提供了支 持。

未来对于固态电池行业的关注点是装车量的稳步提升,目 前每个月的安 装节奏约为三四百兆瓦时。全年可能将达到此水平。湖州工厂目前处于满 产状态,去年底新开的房山工厂也能支持今年的供应需求。 主要产能释放 地包括大风、西宁等四个地方,加上金豪和昆山释放的10GWh总部产 能。 三期项目宣布将在青岛开展生产。

其他关注点是商用车型的规划,比如BYD将在4月8日发布新车型。商业 集团连续两到三年的全球销量达到500万台,而针对固态电池的规划,则 是到2025年实现约10万台的销售规模。诸如凡尔赛、荣威、 MG 等车型也 将搭载固态电池。未来类似CATL的产能表现将表 现出色。

关于其他被关注的车型,例如长安汽车正在推进自己的电动化战略,去 年12月与Tafel签署了合作协议以开发固态电池体系。下半年可以关注它的 150km超长续航电池包的上市。此外,广汽、赛力斯、红旗等企业已经发 布了对应的概念车型。

关于飞行汽车,由于对高功率、高能量密度和高安全性的要求,固态电 池发展是极有意义的。在这一块,如美国上市公司 SESAI 正在推进模式, 定位固态电池作为关键的应用方向。该公司计划在 2024年完成韩国工厂的改造,生产城市空间经济的飞行汽车所需的固态 电池,并计划在2024年完成首批样品交付。

A股上市公司中投资者关注固态电池是否能成为独立的主题。我们认为, 无论从行业空间、锂电技术的确定性,还是固态电池的定性上,







请到「今天看啥」查看全文