有色金屬行業(yè)新材料系列報告（一）：固態(tài)電池潛力獲驗(yàn)證，關(guān)注動力電池金屬新需求（國投證券研報）

每經(jīng)AI快訊，2024年1月12日，國投證券發(fā)布研報點(diǎn)評有色金屬行業(yè)。

事件：PowerCo固態(tài)電池耐力測試結(jié)果出爐

2024年1月4日，大眾汽車的電池子公司PowerCo宣布，公司使用Quantum Scape固態(tài)電池進(jìn)行耐力測試，結(jié)果表明其可實(shí)現(xiàn)50萬公里的超長壽命，并且?guī)缀醪粫霈F(xiàn)續(xù)航衰減。PowerCo表示，QuantumScape電池“實(shí)現(xiàn)了1000多次充電循環(huán)，容量仍超過95%”，有力證明了固態(tài)電池的潛力。

固態(tài)電池：能量密度、安全性領(lǐng)先的“下一代動力電池”固態(tài)電池

具有高能量密度、高安全性、體積小等優(yōu)點(diǎn)，被視為突破電動汽車性能限制的終極解決方案。固態(tài)電池因電解質(zhì)固態(tài)化，不含易燃易爆易揮發(fā)的成分，可消除電池漏液、鋰枝晶生成等風(fēng)險。固態(tài)電解質(zhì)具備高穩(wěn)定性，有助于延長電池循環(huán)使用壽命，拓寬電池適用的溫度范圍。

固態(tài)電池在材料、界面、技術(shù)、成本上仍面臨較多挑戰(zhàn)。材料方面，目前仍然缺乏高效的電解質(zhì)材料，目前主流的氧化物、聚合物、硫化物電解質(zhì)性能各有不同，技術(shù)分歧仍然存在。界面方面，固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的固-固界面，物理接觸下容易產(chǎn)生裂縫和氣孔，限制界面處鋰離子傳輸，化學(xué)接觸下，界面處的（電）化學(xué)副反應(yīng)導(dǎo)致界面穩(wěn)定性下降，增大界面阻抗。成本方面，固態(tài)電池工藝復(fù)雜性上升，在電極、電解質(zhì)、界面工程等方面生產(chǎn)工藝提升均有待突破，生產(chǎn)制造成本仍然居高不下。

在液態(tài)電池向全固態(tài)電池轉(zhuǎn)型過渡期間，半固態(tài)電池成為折中方案。國內(nèi)多家電池企業(yè)已達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)。半固態(tài)電池保留了少量電解液，較傳統(tǒng)液態(tài)電池能量密度更高，較固態(tài)電池制造工藝難度更小。2022年1月，批搭載贛鋒鋰電固態(tài)電池的東風(fēng)E70電動車正式完成交付。衛(wèi)藍(lán)新能源預(yù)計(jì)2024年4月向蔚來批量供貨半固態(tài)電池(電池容量150kWh)。清陶能源完成了與上汽聯(lián)合開發(fā)的第一代半固態(tài)電池裝車實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)將于2024年在上汽智己汽車平臺上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。蜂巢能源推出方形半固態(tài)電池，即二代果凍電池新品，該電池目前已經(jīng)完成A樣開發(fā)。

產(chǎn)業(yè)進(jìn)展：海內(nèi)外車企和電池企業(yè)積極布局

國內(nèi)外車企，包括東風(fēng)集團(tuán)、廣汽埃安、蔚來等已在固態(tài)電池及半固態(tài)電池搭載方面積極布局。全固態(tài)電池方面，廣汽埃安預(yù)計(jì)2026年將實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，其中昊鉑將率先采用。半固態(tài)電池方面，上汽集團(tuán)預(yù)計(jì)2024年起，半固態(tài)電池將在公司不同車型上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。蔚來在2023年12月創(chuàng)始人李斌直播完成1044公里續(xù)航駕駛，測試車輛搭載蔚來150度半固態(tài)電池包，該款半固態(tài)電池由衛(wèi)藍(lán)新能源提供。

海外其他多家電池企業(yè)開展固態(tài)、半固態(tài)電池研發(fā)，并已與寶馬、Stellantis實(shí)現(xiàn)合作。Solid Power已生產(chǎn)出首批固態(tài)電池A-1樣品并交付給了寶馬汽車，按規(guī)劃預(yù)計(jì)第一輛采用全固態(tài)電池技術(shù)的BMW原型車，將在2025年前問世。Factorial Energy據(jù)稱已成功運(yùn)用鋰金屬陽極的100Ah電芯已向Stellantis送樣。

固態(tài)電池關(guān)注標(biāo)的：鋯、鍺、鋰

固態(tài)電池市場空間廣闊，固態(tài)電池氧化物電解質(zhì)路線對鋯、鑭元素存在需求，硫化物電解質(zhì)路線對鍺存在需求。含鋯復(fù)合氧化物和含鋯復(fù)合氯化物做為新能源固態(tài)電解解質(zhì)，表現(xiàn)出了良好的電化學(xué)性能，具有可靠的安全性和低成本優(yōu)勢。硫化物電解質(zhì)路線中，鍺元素是晶態(tài)硫化物的重要組成元素。硫化物電解質(zhì)具有高離子傳導(dǎo)性和高變形性，但也存在易氧化和界面穩(wěn)定性較差等問題。晶態(tài)硫化物電解質(zhì)主要類型包括硫銀鍺礦型（Argyrodite）、LGPS（鋰鍺磷硫）型，對鍺元素有較大需求。建議關(guān)注：東方鋯業(yè)、三祥新材、云南鍺業(yè)、馳宏鋅鍺等。

固態(tài)電池在提升高能量密度的核心訴求下，負(fù)極材料有望自傳統(tǒng)的石墨負(fù)極，轉(zhuǎn)向更多采用硅碳負(fù)極、甚至轉(zhuǎn)向金屬鋰負(fù)極。鋰具備高容量和低電位優(yōu)點(diǎn)，是最具潛力的負(fù)極材料之一。目前鋰離子電池的負(fù)極材料多采用石墨，因其具備高導(dǎo)電率和高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，但石墨理論比容量較低。而金屬鋰具備高容量和低電位的優(yōu)點(diǎn)，在全固態(tài)電池中，鋰枝晶生長可被抑制，是最具潛力的負(fù)極材料之一。建議關(guān)注：贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)等。

風(fēng)險提示：宏觀經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)不及預(yù)期，金屬價格大幅波動，需求不及預(yù)期

(來源：慧博投研)

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(編輯 曾健輝)