东吴证券固态电池深度报告聚焦硫化物固态电解质产业链。硫化物全固态为量产主流趋势,固态电解质为核心增量。硫化物电解质价格目前在千万级/吨(硫化锂几百万/吨),工信部项目指引26年需降至250万/吨(硫化锂几十万/吨),未来目标10-20万/吨。硫化锂合成工艺(固相法、液相法、CVD法)持续突破,厦钨新能、有研新材、天赐材料等布局。锂金属负极蒸镀PVD技术实现降本+提效双突破,英联股份深度绑定爱发科。固态电池30年成本有望接近液态电池。
硫化物路线成主流,固态电解质为核心增量
全固态电池中固态电解质为核心增量,硫化物为主流量产路线。硫化物固态电解质具备极高的离子电导率、相对较好的界面接触性能、柔韧可加工性,成为主流厂商重点布局路线。国内宁德时代、比亚迪、华为,日本丰田、松下,韩国三星SDI、LG新能源,美国Solid Power等均重点布局硫化物体系。
正极沿用三元高镍,负极短中期硅碳(350-400Wh/kg,1C,1000次),长期向锂金属迭代(450-500Wh/kg)。比亚迪、国轩高科、一汽集团60Ah电芯已下线,国轩高科0.2GWh中试线已建成。
硫化锂降本路径清晰,多种合成工艺并行
硫化锂为固态电解质降本核心。目前硫化物电解质价格在千万级/吨(硫化锂几百万/吨),根据工信部项目指引,26年需降至250万/吨(硫化锂几十万/吨),未来降至10-20万/吨(硫化锂10-20万/吨)。
硫化锂主流合成工艺有四种:锂硫燃爆法(直接固相法,性能好但成本高,有研新材、赣锋锂业等);碳热还原法和液相法(成本优势但溶剂难去除,容百科技、恩捷股份、天赐材料等);CVD法(新工艺,性能好但能耗高,厦钨新能等)。东吴证券认为未来待工艺、设备突破后,有望大幅降低硫化锂成本。
硫化物固态电解质降本路径预测| 时间节点 | 硫化物电解质价格(万元/吨) | 硫化锂价格(万元/吨) | 对应状态 |
|---|
| 2024-2025 | 1000+ | 数百 | 小批量 |
| 2026E | 250 | 数十 | 工信部指引 |
| 2027-2028E | 50-100 | 10-20 | 中试成熟 |
| 2030E | 10-20 | 10 | 规模化量产 |
锂金属蒸镀技术突破,降本+提效双驱动
锂金属负极传统采用轧制工艺,无法解决减薄和平整问题(15-20μm)。蒸镀锂金属工艺实现突破,具备双重优势: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,表面形貌均匀,并可掺杂合金元素改善性能,提升安全性+循环寿命。
英联股份深度绑定爱发科(日本真空沉积设备龙头),采购北方华创磁控设备,布局蒸镀锂金属及蒸镀SEI膜。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。
不锈钢集流体+卤化物为补充方向
三星SDI已展出固态电池产品,引入Li₆PS₅Cl+银碳负极+不锈钢集流体,能量密度900Wh/L(约450Wh/kg),循环>1000次,计划27年量产。铜箔易被硫化物腐蚀,不锈钢集流体耐腐蚀但导电性下降,难点在减薄(目标7-10μm),价值量预计高于传统铜箔2-3倍。
卤化物固态电解质介于氧化物与硫化物之间,近一年进展较快,含锆的Li₂ZrCl₆材料具备低成本优势,未来有望与硫化物复合应用稳定正极界面并降本。宁德时代、清陶能源等尝试突破,实际应用效果仍待验证。