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固态电池催化不断 关注产业链增量机会
0人浏览 2024-04-10 17:39

近期固态电池概念炒作升温,9日板块大爆发后,10日板块陷入分歧调整,但持续的消息催化下,板块后市有望反复表现,继续关注后市资金回流预期,尤其是积极寻找固态电池新增量,电解质上游原料金属供应商的投资机会。我们曾在3月11日《固态电池概念迎来大爆发产业链投资机会梳理》文章中梳理固态电池产业链,本文将再度梳理固态电池产业链投资机会。

固态电池是下一代动力电池终极解决方案

液态锂电池已接近能量密度上限,并且存在热失控风险。在更高的安全性和能量密度要求下,固态电池应运而生。固态电池是采用固态电解质的锂离子电池,固态电解质和液体电解质一样承担着在正负极之间传输锂离子的作用,传输机制有所不同。通过引入不可燃的固态电解质,可以本质上保证安全性,同时兼容高能量密度正负极。固态电池有望成为下一代动力电池的终极解决方案,目前各国企业进入军备竞赛阶段,加注研发固态电池,一旦能实现商业化将带来产业颠覆性变革。

锂电池分类


资料来源:IFIND头豹研究

依据电解质分类,电池可细分为液态(25wt%)、半固态(5-10wt%)、准固态(0-5wt%)和全固态(0wt%)四大类,其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。聚合物、氧化物、硫化物是目前固态电池三大类固体电解质。固态电池的技术发展采用逐步转化策略,液态电解质含量逐步下降,全固态电池是最终形态。

固态电池的梯次渗透趋势


资料来源:IFIND头豹研究

锂电池发展路线


资料来源:IFIND国信证券

固态电池与锂电池原理分析


资料来源:IFIND浙商证券

固态电池三大优势

一、安全问题:固态电池的电解质是固体的,不含有易燃易爆的有机溶剂,具有较高的热稳定性,不会发生热失控,即使电池受到过充、过放、高温、撞击等刺激,也不会引起火灾或爆炸。

二、能量密度高:固态电池由于使用的是固态电解质,所以相比于当前的锂离子电池能量密度至少提高了50%以上,所以同体积同重量的固态电池的在续航上可以实现翻倍。

三、电池寿命:固态电池的电解质的稳定性好,不会发生分解、腐蚀、老化等现象,所以固态电池的寿命相比于现在的锂离子电池至少提高了3倍以上。

板块催化不断固态电池进入发展快车道

催化1:2024广汽科技日将于4月12日上午09:30开始,广汽上线全固态电池。

催化2:超级智能轿车智已L6将于4月8日正式亮相。该车型搭载行业首个量产上车的“超快充固态电池1.0”,采用超高离子电导率复合固态电解质和行业首创的干法固态电解质一体成型工艺技术,突破1000公里超长续航。

催化3:太蓝新能源发布世界首块720Wh/kg车规级全固态电池。

目前多个国家明确固态电池发展目标和产业技术规划,现阶段发展之路明晰,2020-2025年着力提升电池能量密度并向固态电池转变,2030年研发出可商业化使用的全固态电池。

主要国家固态电池研究目标


资料来源:IFIND光大证券

我国在新能源汽车国家计划中分三个节点对于动力电池提出了系统的规划,在固态电池研发的进程中,半固态电池是一个很好的迭代产品。随着各正负极厂商与电池厂商纷纷加大研发力度,半固态电池量产装车已经提上日程。

中国固态电池发展目标和产业技术规划


资料来源:IFIND光大证券

半固态电池与固态电池对比


资料来源:IFIND光大证券

部分车企半固态/固态电池车型量产进展


资料来源:IFIND国信证券

随着车企积极推动固态电池产业化,并在2025-2030年陆续推动固态电池车型量产,同时无人机、储能等场景对于长续航高安全电池需求持续提升固态电池进入发展快车道。

固态电池渗透率(蓝)和容量增速(黑)


全球固态电池市场空间展望(亿元)

资料来源:IFIND国信证券

固态电池新增量电解质上游原料金属供应商梳理

固态电解质作为固态电池的核心部件,决定了固态电池的各项性能参数。目前,氧化物、硫化物、聚合物电解质是主流的解决方案,氧化物电解质当前阶段较为领先,各方面性能较为均衡;硫化物体系紧随其后,未来最具发展潜力。

1、锆

氧化物电解质LLZO的原材料包括二氧化锆、硝酸锆、碳酸锆。

全球锆矿储量主要分布在澳大利亚、南非,占比70.6%、8.7%;国内锆矿储量占比0.7%,主要依赖进口。国内锆英砂处于供应紧平衡的状态,下游应用包括陶瓷、铸造、耐火材料、锆化学制品等。

国内锆供应商包括:东方锆业、三祥新材、凯盛科技、盛和资源。

东方锆业:锆制品供应商,目前具备2.6万吨电熔氧化锆、0.94万吨二氧化锆(国内份额40%)、5万吨氯氧化锆(国内份额20%)产能。

三祥新材:主营锆制品、铸改新材料,现有2.6万吨电熔氧化锆、2万吨氯氧化锆产能。

盛和资源:稀土和锆钛两大主业,产品为稀土金属、锆英砂、钛精矿等。

2、镧

氧化物固态电解质LLZO、LLTO的原材料包括氧化镧、硝酸镧、氢氧化镧。镧是一种金属稀土元素,我国具有丰富的稀土资源,贡献了全球约70%产量。

具有氧化镧产能的国内企业包括:北方稀土、盛和资源。

北方稀土:四大稀土集团之一,国内规模最大的轻稀土供应商,产品包括镧、铈、镨、钕等稀土精矿、稀土氧化物、稀土磁性材料。

3、锗

氧化物电解质LAGP、硫化物电解质LGPS原材料包括二氧化锗、硫化锗等。全球锗资源储量稀缺,美国占比45%,我国占比41%;我国是全球最大的锗产出国,占比67.9%。锗是重要的半导体材料,应用场景包括红外成像(43%)、光纤通信(28%)、光伏(19%)等领域。

国内锗供应商包括:云南锗业、驰宏锌锗、中金岭南、盛屯矿业。

驰宏锌锗:国内原生锗生产龙头厂商,年产能60吨(约50%国内产能),产品包括锗锭、锗晶片、四氯化锗和二氧化锗等。

云南锗业:锗全产业链供应商,锗产品包括锗锭、二氧化锗、太阳能锗晶片、红外级锗单晶、光纤用四氯化锗等。

4、钛

氧化物电解质LLTO、LATP的原材料包括二氧化钛、焦磷酸钛等。我国钛精矿储量全球第一,占比29.2%;国内钛精矿采选集中于攀西地区,约占全国总产量70%,产品以钒钛铁精矿为主。钛下游需求主要是钛白粉(白色颜料和功能性材料)、海绵钛、钛合金等。

国内产能较高的企业包括:钒钛股份、龙佰集团、中核钛白、安宁股份。

龙柏集团:国内钛白粉龙头厂商,产品包括钛白粉、海绵钛、锆制品和硫酸,钛白粉产能60万吨/年,钛精矿产能约142万吨/年。

产业链其他概念股梳理

电池制造

赣锋锂业:锂矿巨头固态技术领先。自2014年开始进军动力电池行业下游,2017年建成了第一代固态锂电池中试线,随后不断加注固态电池的研发投产。

宁德时代:截至22年,宁德时代申请的有关固态电池的专利有24项,其中7项有关固态电解质。宁德时代的固态电池专注于硫化物电解质开发,此外还研发复合无机固态电解质膜片。但相较其他企业而言,宁德时代更专注于高镍三元电池改性路线,而不是混合固态添加剂路线。

亿纬锂能:锂原电池世界龙头,国内二线动力电池供应商,参股全球电子烟ODM龙头思摩尔。固态电池是动力电池领域热门的研究方向之一,公司已进行了相关技术的布局和储备。公司的半固态电池为固液混合的半固态体系,基于50Ah的软包电池,可实现500Wh/Kg的能量密度,循环寿命超过1000次;公司的固态电池为基于卤化物电解质制备的全固态薄膜软包电池,可实现在弯折条件下正常充放电,也可在高镍体系实现150℃稳定放电能力。

国轩高科:国轩高科在2022年5月28日发布了360Wh/kg的三元半固态电池,预计2023年实现量产。国轩高科在投资者问答平台披露,公司的高安全半固态电池,单体能量密度达360Wh/kg,配套车型的电池包电量达160KWh,续航里程超过1000km。此外,400Wh/kg能量密度电池在公司实验室已有原型样品。

材料

金龙羽:2月8日在投资者互动平台回应,半固态电池是公司推进固态电池项目研发工作过程中的一个环节。截至目前,固态电解质、半固态电芯已进入中试试验。

山东章鼓:公司参股的艾诺冈公司基于LNMO+金属锂负极干法电极的固态电池的能量密度最高可以达到380Wh/Kg。艾诺冈公司目前主要生产2.3V钛酸锂电池及2.7V超级电容器,钛酸锂电池生产产能为6万Ah/天。

冠盛股份:与东驰新能源于近日签订《战略合作协议书》,双方计划共同成立合资公司,以一代准固态动力电池、半固态储能电池的生产制造、销售出口为主营业务。合计首期投资规模约为5亿元人民币。

新纶新材:公司的铝塑膜产品可以用于固态电池和半固态电池。公司是全球第三大动力类铝塑膜生产企业,已成为LG、孚能、捷威等软包电池龙头的合格供应商,与陶氏化学签署战略合作。

天赐材料:全球电解液龙头,六氟磷酸锂市占率全球前二,公司已有部分半固态/固态电池电解质的专利布局。

多氟多:六氟碳酸锂龙头,公司生产的LIFSI等产品可以应用到半固态电池,也在同时进行固体电解质的研发。

当升科技:公司是三元正极龙头之一,公司固态锂电材料已对国内外多个客户送样,产品性能获得广泛认可。


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