解析固態(tài)電池技術(shù)

上周末，蔚來汽車放出“大招”，公布首款容量高達(dá)150kWh、續(xù)航1000公里的固態(tài)電池，并計(jì)劃于2022年四季度交付。

受此影響，A股鋰電池概念股昨日遭受重挫，星源材質(zhì)收跌16%，星云股份、奧克股份跌超11%，新宙邦跌近7%，恩捷股份、璞泰來、石大勝華等個(gè)股跌停。

晚間，更是有多家鋰電產(chǎn)業(yè)鏈公司在互動(dòng)平臺(tái)答投資者問，回應(yīng)投資者有關(guān)固態(tài)電池方面的問題。

固態(tài)電池尚未面世，只是稍稍露了個(gè)苗頭，市場(chǎng)似乎就已經(jīng)被嚇壞了。但在興業(yè)證券分析師朱玥看來，市場(chǎng)暫時(shí)還無需擔(dān)憂固態(tài)電池?fù)屨家簯B(tài)電池市場(chǎng)。

其原因在于，按照現(xiàn)有技術(shù)路徑，穩(wěn)態(tài)下固態(tài)電池有望用于消費(fèi)、軍工等成本不敏感的領(lǐng)域，車用動(dòng)力領(lǐng)域預(yù)計(jì)主要裝載在高端車型上，占比預(yù)計(jì)約20%。

我們認(rèn)為固態(tài)電池趨勢(shì)與正極去鈷化有本質(zhì)上的區(qū)別：正極去鈷化能量密度、成本等商業(yè)模式可以跑通；但受制于固態(tài)電解質(zhì)較高的成本，若無革命性的技術(shù)路徑創(chuàng)新，固態(tài)電池很難大規(guī)模裝車。

考慮到固態(tài)電池技術(shù)、成本都有很大難題，上述分析師預(yù)計(jì)現(xiàn)有的四大材料體系將長(zhǎng)期維系，且蔚來描述的新的正負(fù)極技術(shù)并非業(yè)內(nèi)重大創(chuàng)新，龍頭電池廠商也有所掌握。

因此，興業(yè)證券認(rèn)為，液態(tài)電池是長(zhǎng)期主流，固態(tài)電池十年內(nèi)空間較小，不是產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有液態(tài)電池體系影響有限。

固態(tài)電池解析

固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。

由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

換言之，隨著電動(dòng)車技術(shù)的進(jìn)步，未來固態(tài)電池可能取代現(xiàn)在普遍使用的鋰電池。

在興業(yè)證券看來，固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)，去除了隔膜和電解液（隔膜只能耐140~160度溫度，容易發(fā)生熱失控；電解液是聚合物液體，是易燃高分子），電池安全性有所提升。

但其缺點(diǎn)在于，在不使用電解液的情況下，電池離子電導(dǎo)率低，導(dǎo)致內(nèi)阻大，循環(huán)性能、倍率性能差。

技術(shù)瓶頸尚未攻克，當(dāng)前只能先用半固態(tài)電池，也就是在液態(tài)電解液中添加了固態(tài)電解質(zhì)的成分，保留了以前的電解液和隔膜，同時(shí)添加固態(tài)電解質(zhì)的成分。

如此一來，興業(yè)證券預(yù)計(jì)，電池的成本將提升100%以上，商業(yè)價(jià)值有限。

具體到蔚來所發(fā)布的150度固態(tài)電池包，上述券商看到，這只是初級(jí)半固態(tài)電池，和特斯拉無鈷電池有本質(zhì)區(qū)別，難以代表產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。

1）相對(duì)初級(jí)的半固態(tài)電池，改善了界面層，提升了熱穩(wěn)定性、安全性（熱失控臨界點(diǎn)有提升），預(yù)計(jì)界面層原材料成本較高。

2）對(duì)現(xiàn)有四大材料體系沒有變化和影響，特別是隔膜和電解液沒有太多變化。

3）能量密度提升至360 Wh/kg（現(xiàn)有平均水準(zhǔn)是250 Wh/kg），主要是在正負(fù)極上面做了改進(jìn)，使用了預(yù)鋰化負(fù)極和納米包覆的超高鎳負(fù)極，量產(chǎn)進(jìn)度需看后續(xù)推進(jìn)情況。

4）1000km續(xù)航也是因?yàn)?50kwh的電池包和能量密度提升。

車企做好準(zhǔn)備了

目前來看，國內(nèi)外頭部汽車廠商均已在固態(tài)電池領(lǐng)域有所布局。

國內(nèi)輝能科技、清陶科技、衛(wèi)藍(lán)新能源等在固態(tài)電池研究較為深入的企業(yè)均選擇的是氧化物體系，國際上在該技術(shù)領(lǐng)先的SolidPower走硫化物路線，日本豐田、松下、日立也采用抱團(tuán)合作的模式，深耕硫化物路線。QuantumScape同時(shí)兼顧三個(gè)方向的研究。

國內(nèi)多數(shù)電池廠商及海外的豐田、QuantumScape均從固液電解質(zhì)混合的半固態(tài)產(chǎn)品開始做起。

現(xiàn)在，已有至少三款樣車分別搭載了來自衛(wèi)藍(lán)新能源和清陶科技的半固態(tài)電池。

另外，頭部車企與鋰鹽龍頭也已紛紛注資入局。

近兩年，北汽、上汽、廣汽均先后參與了清陶能源D/E/E+/E++輪融資。一汽在2020年參與了輝能科技的D輪融資。

衛(wèi)藍(lán)新能源：背靠中科院技術(shù)，同時(shí)獲得中科院物理所和中科院科技成果轉(zhuǎn)化基金的投資（兩者共持股11.8%）。鋰鹽龍頭——天齊鋰業(yè)以投資的方式進(jìn)入。

贛鋒鋰業(yè)：直接入場(chǎng)，與中科院寧波材料所合作成立子公司——浙江鋒鋰新能源；主動(dòng)與車企尋求合作。

國外企業(yè)方面，大眾在2014年就已持有QuantumScape 5%的股份，又在2018年和2020年兩次增資共約3億美元，現(xiàn)持股31.1%。
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