东吴证券固态电池深度报告聚焦材料降本路径。固态电池原材料中价值量较高的为固态电解质(硫化锂)和锂金属负极。硫化锂目前价格几百万元/吨,工信部指引26年降至几十万/吨,未来目标10-20万/吨。厦钨新能(CVD新工艺)、有研新材(固相法)、天赐材料(液相法)等布局。锂金属负极传统轧制工艺无法减薄,蒸镀PVD技术可将厚度从15-20μm降至2-3μm,英联股份深度绑定爱发科。30年固态电池成本有望接近液态电池水平,规模放量可期。
固态电池材料成本构成,硫化锂+锂金属占比最高
固态电池电芯成本中,固态电解质占比最高(硅碳路线约55%,锂金属路线约48%),正极(三元高镍)占比约25%,负极(硅碳约11%,锂金属约24%)。硫化锂为固态电解质核心原料,锂金属为高能量密度负极材料。
工信部项目指引,26年硫化物电解质需降至250万/吨(硫化锂几十万/吨),后续降至10-20万/吨(硫化锂10-20万/吨)。锂金属负极价格目前近千万级/吨,蒸镀方案有望大幅降本。
硫化锂:多种合成工艺并行,降本空间巨大
硫化锂为固态电解质降本的核心,目前行业主流为锂硫燃爆法(直接固相法),厂商反馈性能较好但生产成本较高,代表企业有研新材、赣锋锂业、凯亚达等。
未来具备降本潜力的为溶剂法和CVD法。溶剂法(碳热还原法和液相法)生产成本相对较低,代表企业容百科技、恩捷股份、天赐材料,但溶剂难以去除,烧结后成炭大幅影响性能,性能待进一步优化。CVD法为新工艺,厂商反馈性能较好但能耗高,代表企业厦钨新能(依托母公司厦门钨业金属冶炼工艺),未来待工艺、设备突破后成本有望大幅改善。
硫化锂主要合成工艺对比| 工艺路线 | 代表企业 | 优势 | 劣势 | 进展 |
|---|
| 锂硫燃爆法(固相) | 有研新材、赣锋锂业 | 性能好 | 成本高 | 小试/中试 |
| 碳热还原法(液相) | 容百科技、恩捷股份 | 成本较低 | 溶剂难去除 | 中试 |
| 液相法 | 天赐材料、海辰药业 | 低成本、高纯度 | 工艺复杂 | 中试 |
| CVD法 | 厦钨新能 | 性能好、纯度高 | 能耗高 | 小试 |
锂金属:蒸镀PVD技术实现降本+提效双突破
锂金属负极传统采用轧制工艺,无法解决减薄和平整问题(厚度15-20μm),限制锂金属电池应用。蒸镀锂金属工艺实现突破,具备两大优势:1)锂带厚度可降至2-3μm,显著降本和提升能量密度;2)原子级沉积工艺可精准控制蒸发量,表面形貌极其均匀,并可掺杂合金元素改善性能,最终提升安全性+循环寿命。
英联股份23年布局蒸镀锂金属技术,目前与头部汽车公司技术合作,客户反馈测试性能超预期,循环寿命有望提升超3倍,预计1年内交付新型材料。公司深度绑定爱发科(日本真空沉积设备龙头),采购北方华创磁控设备,具备PVD设备较深厚经验。爱发科已成功研发EWK-030真空沉积系统,计划5月上市,有望推动全固态电池开发生产。
其他材料:不锈钢集流体+碳纳米管+硅碳负极
铜集流体易被硫化物腐蚀,三星SDI已推出不锈钢集流体方案(能量密度900Wh/L,循环>1000次),计划27年量产。不锈钢箔耐腐蚀但导电性下降,难点在减薄和改性(目标7-10μm),价值量预计高于传统铜箔2-3倍,相关标的甬金股份。
碳纳米管为固态电池导电剂关键材料,可改善正极导电性,天奈科技为龙头。硅碳负极为短中期量产主流,相关标的硅宝科技、贝特瑞等。东吴证券预测27年全固态电池(硫化物-硅碳)成本约1.0元/Wh,锂金属路线约2.2元/Wh,30年有望降至接近液态电池水平。
投资建议:关注材料降本核心标的
材料端推荐天奈科技(碳纳米管)、容百科技(正极+硫化锂)、当升科技、赣锋锂业(硫化锂+锂金属)、天赐材料(硫化锂液相法)、恩捷股份(硫化锂)、星源材质,关注厦钨新能(硫化锂CVD新工艺)、英联股份(蒸镀锂金属)、甬金股份(不锈钢集流体)、有研新材(硫化锂固相法)、三祥新材、天铁科技、海辰药业(硫化锂液相法+粘结剂)、上海洗霸、金龙羽等。