固态电池产业链研究分析
三大路线:
1、 氧化物路线:安全性高(热稳定性、化学稳定性强)、但是离子电导率较低,能量密度低于硫化物(半固体360Wh/kg,全固态400Wh/kg)。目前国内主流路线,已经实现半固态电池量产,全固态预计2027年小规模量产。未来预计在
储能市场和安全性要求极高的场景中占据主导地位,同时在电动车领域大规模放量。(类型于磷酸铁
锂电池)
2、 硫化物路线:离子电导率最高,机械柔性好,能量密度最大(400-500Wh/kg)实验室已经突破500Wh/kg,安全性较低(水氧敏感度高,容易产生剧毒的硫化氢,对生产环境要求极高,需要无氧环境),成本比氧化物路线贵不少。技术难度大,产业化进度相对滞后,预计2028-2030年实现商业化。因为其最高的离子电导率和最高的能量密度,被广泛认为是全固态电池的长期主流解决方案,尤其适合对能量密度有极致追求的车规级动力电池、航空器等领域,许多顶尖机构和企业认为,以硫化物电解质为主体,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,是未来的核心方向,预计2027年实现轿车小批量装车,2030年实现规模量产。(类似于三元电池)
3、 聚合物电池:加工性好,离子电导率低,安全性差。非主流不研究。
投资链条、逻辑分析:前期设备先行,然后是量产的电池企业、材料供应商,总体分为上游材料,中游制造、下游应用三大环节。前期投资的核心应该是聚焦固态电池核心设备(量产设备先行,业绩最先放量)、电解质龙头企业(全新增量完全替代电解液,预期最好),然后是正负极材料技术突破的核心企业和技术突破量产的电池企业,下游应用不好聚焦,暂时不梳理。
固态电池设备:前段设备(35%-40%)、中断设备(40%-45%)、后段设备(20%-25%)。
3.1 前段设备(价值量占比提升至35%-40%)
前段工艺的核心变革在于干法电极技术,它省去了传统的 slurry 制浆、涂布、烘干等湿法工序,转而采用干混、干涂和压延的工艺。
核心设备:干混设备、纤维化设备、干法涂布机、热复合设备、高压辊压机。
技术价值:干法电极可节省40%以上的生产空间,降低能耗,但同时对粉体均混、干涂成型和辊压的精度和压力提出了极高要求
代表企业:
先导智能 、
纳科诺尔 、
宏工科技 (专注前端混料设备)
3.2 中段设备(价值量占比提升至40%-45%)
中段工艺围绕电芯组装,引入了多项新工序以确保固-固界面的紧密接触。
核心设备:
高精度叠片机:固态电池普遍采用叠片工艺而非卷绕,要求极高的定位精度和节拍。
胶框印刷机:新增工序,用于在极片周边形成树脂框架,起到定位和隔离作用,降低短路风险。
等静压机:核心新增设备,在密闭腔体内对各向施加均匀高压(冷或热),以消除空隙,改善固态电解质与电极材料之间的接触,降低界面阻抗。
曼恩斯特 在该领域占据主导地位,国产化率达100%
代表企业:先导智能、
利元亨 、曼恩思特
3.3 后段设备(价值量占比降至20%-25%)
后段主要包括封装和化成测试。
核心设备:高压化成分容设备。由于固态电池需要在极高外压(行业报道约60-80吨)下进行化成以优化界面接触,这对设备的精度、耐压能力和稳定性提出了远超液态电池(通常3-10吨)的要求。
代表企业:
杭可科技 、利元亨
固态电解质:主要氧化物电解质、硫化物电解质,价值量占电芯比重30-40%。
氧化物路线:核心公司
上海洗霸 LLZO氧化物电解质;
优势:良品率98%行业最高,独供
比亚迪 刀片固态电池项目;
产能:2025年规划5000吨。
硫化物路线:核心公司
赣锋锂业 硫化物电解质;
优势:全球唯一同时布局三大电解质路线,硫化锂纯度99.9%;
产业化:重庆基地硫化物电解质投产;
天赐材料 全球最大的硫化物电解质前驱体供应商;份额超60%。
恩捷股份 硫化物电解质膜。
固态正极材料:价值量25-30%
容百科技 超高镍正极,正在研发富锰锂基-硫化物复合正极。
当升科技 双相复合超高镍正极,与卫蓝新能源、清陶能源联合开发。
夏钨新能
开发氧化物、硫化物、硫化锂相关材料。
负极材料:价值量15-20%
翔丰华 纳米硅-石墨复合负极
贝特瑞 硅碳负极。
电池制造企业:
宁德时代 硫化物全固态+凝聚态电池,计划2027年全固态电池小批量生产,能量密度500Wh/kg。
国轩高科 硫化物全固态“金石电池”,首条全固态中试线贯通,计划2026年量产,能量密度360Wh/kg。
亿纬锂能 龙泉二号全固态电池,能量密度300Wh/kg
孚能科技 全球软包半固态电池市占率第一,330Wh/kg半固态电池2024年量产,2025年0.2GWh硫化物全固态中试线。
上面进行链条梳理之后对固态电池产业链有了大致的了解,个人比较看好设备、电解质环节。设备环节因为工艺不同,总价值量显著提升,目前液态单GWh设备金额1.5-2.2亿左右,全固态单GWh设备金额4-6亿,半固态约2.8亿,金额大小不一定准确,且前期投资高属于正常现象,中后期设备成熟,市场放量之后价格肯定会下降,但是目前看,价值量提升是比较明显的,随着企业的中试线增大,规划产能上马,设备行业属于卖铲子行业,业绩确定性高且首先放量,是行业的风向标,因此设备行业是非常有预期的,看好,但是要聚焦到个股上,就必须分析行业内部的竞争格局问题,从目前获取的资料来看,整体呈现一超多强的格局,一超就是先导智能,其提供整线设备,具有协同和规模优势,整线提供设备能够降低成本和提升效率,市占率一家独大,在国内基本能够达到50%左右的市场份额,确定性最强,其余的设备公司具有局部优势,暂时没有详细挖掘,看好龙头;固态电解质是一个全新的行业,完全替代电解液,这里面主要分为两类公司,一是电解液公司继续布局固态电解质替代自己的基本盘电解液,如天赐材料,另一个是完全的新进入者,没有电解液基本盘的包袱,全新的预期,如上海洗霸。对于电解液公司的转型不确定性较大,首先面临新进入者的威胁,原本的优势大幅减弱,市场格局被打乱,二是转型对基本盘影响很大,设备面临更替,计提会比较大,浪费了原来的设备,总之面临较大的不确定性,目前不看好,重点挖掘新进入者。氧化物电解质新进入这主要是清陶能源,但是没有上市,其次上海洗霸已经实现氧化物电解质吨级出货,同时布局硫化物电解质、硅碳负极,是全新的新进入者,没有历史包袱,目前不受估值的约束,全靠预期和情绪推动股价上涨,比较看好。硫化物电解质比较有实力的
赣锋锂业 、天赐材料等为原本锂电相关企业,暂时不考虑。
综上所述,对于整个固态电池行业目前比较好看设备、固态电解质两个细分方向,对于其它细分方向的公司抱着不排斥的客观态度观察市场反应,或许随着市场的进一步发酵和消息的增多,理解会更到位,会发现新的机会和好公司,产生新的逻辑认知,但是基于目前的逻辑推理和认知的不到位,暂时只能聚焦到设备和电解质两个重点方向。设备重点考虑确定性最高的先导智能,电解质考虑新进入者上海洗霸。
标的:先导智能、上海洗霸。
策略:行情没走完之前,阶段低吸,趋势持仓为主,做好止损。
补充:关于核心原材料硫化锂的分析
硫化物电解质的核心材料硫化锂是电解质制备的最大技术难点,做为电解质的关键前驱体,占据超过60%以上的价值量,需求纯度需达到99.99%以上,硫化锂纯度对电解质的离子电导率、化学稳定性及电池的性能(如能量密度、循环寿命、安全性)有确定性的影响,杂质会导致电解质电导率下降,甚至引发电池内部短路,因此成为关键所在,目前成本高昂基本在200万元/吨左右,未来需要讲到50万元/吨以下才具备初步的经济效应,是硫化物固态电池将本和产业化的关键突破口,目前的技术路线尚为完全收敛。
制备主要工艺
1、 锂硫化合工艺:产品纯度高(可达99.99%以上),但依赖昂贵的金属锂,成本高昂,适合早期小批量供应,金属锂的昂贵成本和工艺过程中的高危风险(燃爆)严重制约其大规模应用;主要参与企业赣锋锂业。
2、 碳热还原法:以硫酸锂等廉价锂盐为原料,成本优势明显,但面临高温能耗问题(反应通常需要在635℃以上),致命的碳残留问题难以彻底解决,会严重影响电池的安全性,是当前规模化的主要方向之一;主要企业恩捷股份、容百科技。
3、 夜相复分解法:在室温下即可合成,工艺温和,适合大规模生产,多家企业已通过此法制备出高纯样品,正处于工程化验证阶段,但溶剂残留和杂质控制是规模化生产的难题,批次稳定性挑战大。核心原理利用硫化钠和廉价锂盐在溶剂介质(如乙醇)中发生复分解反应,生成硫化锂和副产物硫化钠,其关键在于利用硫化锂在乙醇等溶剂中的溶解度与副产物氯化钠的溶解度差异,通过溶解、过滤、结晶等步骤分离提纯得到高纯度的硫化锂。主要企业天赐材料、
华盛锂电 ,(
瑞泰新材 、
海辰药业 ,不够好)。
4、 化学气相沉积法(CVD法):苛刻的反应条件和严苛的设备要求使其难以适应大规模的工业化生产。主要是夏钨新能在使用。
5、 硫化氢中和法:使用硫化氢和锂的化合物进行化学反应,从而生产硫化锂,原料硫化氢和锂盐价格相对较低,具备成本优势,反应条件相对温和,但是硫化氢是剧毒易燃易爆气体,危险性很大,安全风险要求极高,制约其大规模生产。主要公司上海洗霸
其它还有多种路线工艺,最终谁胜出还未定论,每种都有明显的缺点。
综上,未来技术的收敛概率较大的是碳热法和液相法,相关公司值得高度关注。