1、证券研究报告2020年09月09日行业评级：强于大市 （维持评级） 上次评级：强于大市新材料新材料准备迎接固态电池的新时代准备迎接固态电池的新时代行业报告 | 行业深度研究摘要固态锂电池与传统锂电池最固态锂电池与传统锂电池最大大的不的不同同在于在于电电解质解质2传统锂电池采用隔膜+电解液中间含有液态物质，而固态电池则使用固体电解质。相比传统锂电池，固态 锂电池的安全性更好，能量密度更高。目前已经在使用或接近商用目前已经在使用或接近商用的的固态固态电电池的池的电电解质有解质有：聚合聚合物物、硫化、硫化物和物和 氧化物三种，其中氧化物电氧化物三种，其中氧化物电解解质性质性能能最最优优氧化物电解质的
2、稳定性好，循环寿命长（可达1000次以上），能量密度较高，倍率性能较好，同时成本 较低。主要缺陷是界面接触问题尚未完美解决。氧化物电解质比较适合动力电池，如今国内企业大部分 选择了金属氧化物动力电池，其制造工艺和改性水平也在稳步提升。固态电池在安全性和便利性固态电池在安全性和便利性上上优势优势明显明显理论上固态电池量产成本可理论上固态电池量产成本可以以与液与液态态电池电池相相媲美媲美氧化物固态电池电解质物料价格低廉且电芯易组装，封装成本低。只要解决氧化物电解质大规模量产的技术问题，固态电池的量产成本或可以与液态电池相媲美。风险风险提示提示：固态固态锂锂电池电池作作为锂为锂离离子电子电池池的新的
3、新技技术，术，商商业化业化应应用时用时间间尚不尚不明明确，确，存存在长在长期期无法无法大大规模规模应应用用的风的风险。险。目录什么是固态电池什么是固态电池一一便利性便利性里程焦虑，我们到里程焦虑，我们到底底在焦在焦虑虑什么？什么？二二三三安全性安全性是增加安全性还是是增加安全性还是本本身安全身安全四四经济经济性性如何翻过成本这座山如何翻过成本这座山五五3固态电池相关企业固态电池相关企业1.1.什么是固态电池什么是固态电池4图图1 1：传统液态锂离子电池传统液态锂离子电池结构结构图图2 2：固态电池电池结构固态电池电池结构相较于传统锂离子电池，固态锂电池安全性高，无自燃、爆炸风险； 氧化物和硫化
4、物电解质的固态电池能量密度高于采用相同正负极材料 的传统锂电池。固态电池：结构改性带来性能升级固态电池：结构改性带来性能升级5资料来源：Long, Lizhen et al. “Polymer Electrolytes for Lithium Polymer Batteries.” 4.26 (2016): 138169. Web. 天风证券研究所资料来源：Gao-Long, Zhu, Chen-Zi. Fast Charging Lithium Batteries: Recent Progress and Future Prospects.J. Small, 2019. 天风证券研究所固态电
5、解质：氧化物或成最优解固态电解质：氧化物或成最优解目前已经在使用或者接近商用的固态锂电池的电解质有三种：聚合物、目前已经在使用或者接近商用的固态锂电池的电解质有三种：聚合物、 硫化物和氧化物。硫化物和氧化物。表表1:不不同电解质类型对比同电解质类型对比资料来源：段惠,殷雅侠,郭玉国,万立骏.固态金属锂电池最新进展评述J.储能科学与技术2017,6(05):941-951,天风证券研究所类型类型优点优点缺点缺点GARNET空气稳定性好；室温离子导 电率高与金属锂电极浸润性差LISICON较高的室温离子导电率对水及二氧化碳敏感；对金 属锂的稳定性也较差NASICON较高的室温离子导电率，对 水、空
6、气具有优异的稳定性需要类似聚合物/陶瓷/聚合 物的复杂三层电解质结构才 能最大化其性能，不利于工业化类型类型聚合物聚合物氧化物氧化物硫化物硫化物电解质材料聚环氧乙烷LiPON、NASICON等LiGPS、LiSnPS、LiSiPS等主要优点高温工作性能很好循环性能良好工作性能参数表现优异主要缺点室温离子电导率很低，电化学窗口窄，易被电解材料总体电导率较低；界面问题界面问题；稳定性和机械强度较弱成本高低较低表表2：不：不同氧化物型电解质对比同氧化物型电解质对比资料来源：段惠,殷雅侠,郭玉国,万立骏.固态金属锂电池最新进展评述J.储能科学与技术2017,6(05):941-951,天风证券研究所6
7、安全性：新能源汽车放量的必 要条件便利性：新车型基本满足了便 利性条件经济性：新技术的应用不能阻 碍购买平价安全、便安全、便利利、 经济经济新能源汽车作为具有公共属性的代步工具，放量需要具备三个条件：安全性是满足公共属性代步工具最基础的要求，也是新能源汽车放量的必要条件。 便利性是与传统汽车相比，满足出行需求的基本能力。经济性是新能源汽车进入大众消费领域的充分条件。固态电池不但是安全性问题的解决方案，也能通过提升续航带来便利性的提升，如 果在经济性上可以与传统电池评价，固态电池的时代可能加速来临。72 2固态电池：是增加安全性还固态电池：是增加安全性还是是本身本身安安全全？8新能源汽车大国：保
8、有量已新能源汽车大国：保有量已超超417417万辆万辆资料来源：公安部，中国储能网，天风证券研究所429115326138141709100200300400500图图3：中：中国国新新能能源源汽汽车车保保有有量量情情况况600201520162017201820192020Q2新能源汽车保有量（万辆）新能源汽车保有量超过400万辆。截至2020年6月，我国新能源汽车保有量417 万辆；2019年我国新能源汽车产量381万辆，保有量增加36万辆。2019年我国 新能源汽车保有量增加120万辆。保有量超千万已经不远。10时间时间地点地点电池类型电池类型事故起因事故起因2019.02.12深圳不明
9、行驶中自燃2019.03.08上海三元18650充电自燃起火后蔓延2019.03.27广州三元18650无故自燃后蔓延且复燃2019.04.07杭州三元电池充电时自燃并蔓延2019.04.21上海三元18650停放时猛烈自燃并蔓延2019.04.22西安三元方壳地盘被撞击致电池短路2019.04.23杭州三元方壳原因不明2019.04.24湖北磷酸铁锂后备箱起火，电池完好无损2019.07.11金华不明等待红绿灯时起火2019.07.12江西不明停车时自燃2019.07.18北京三元电池搁置时发生自燃2019.07.25西安不明行驶过程中自燃2019.07.25宜春疑似圆柱停车时自燃事故频发，
10、动力电池路在何方？事故频发，动力电池路在何方？根据根据清清华华大大学学电电池池安安全全实实验验室室发发布布的的2019年年动动力力电电池池安安全全性性研研究究报报告，告，2019年年以以来来电电动动汽汽车车自自燃燃起起火火事事故故仍仍然然频频发。发。据不据不完完全统全统计计，19年年1月至月至7月国内月国内外外媒体媒体所所报道报道的的与动与动力力电池电池相相关的关的电电动汽动汽车车安全安全事事故达到故达到40余起。余起。表表3：电电动汽车自燃起火事故统计动汽车自燃起火事故统计资料来源：gasgoo，天风证券研究所图图4：2019年年新能源汽车召回情况：动力电池成为主要隐患之一新能源汽车召回情况
11、：动力电池成为主要隐患之一资料来源：电池中国网，天风证券研究所2019年国家市场监督管理总 局要求召回33281辆新能源汽 车。因动力电池问题而召回 的新能源汽车数量有6217辆， 占今年新能源汽车总召回量 的18.68%。在电池失控的主要触发条件 当中，短路占绝大多数（90%）。短路可以由多种可能的情况 造成，是电池热失控过程中 普遍的共性特征，短路原因 可大致分为：电池系统浸水 非纯水为导电介质导致外短 路；电池机械压穿刺导致隔 膜机械破坏电池正负极搭接 引发内短路；析锂导致枝晶 生长枝晶刺穿隔膜诱发内短 路也称自引发内短路。随着 电池能量密度的提升，短路 问题越发明显。事故频发，动力电池
12、路在何方？事故频发，动力电池路在何方？11锂电池快充带来的安全隐患：锂电池快充带来的安全隐患：热效应大电流充电，内阻 的增大会导致焦耳 发热效应加剧带来 副反应，如电解液 的反应分解、产气 等一系列问题。在快充或低温条件下，锂离子可能会 在表面析出形成枝 晶锂。当锂晶体达 到一定量后就会从 负极向隔膜生长，造成电池短路的危险。析晶图图5：电：电池负极形成枝晶池负极形成枝晶12资料来源：D1EV，天风证券研究所图图6：辉辉能能LCB电电池安全性能测试池安全性能测试资料来源：公司产品手册，天风证券研究所实验证实，死折、撞击、穿刺及剪切 后LCB仍可放电。甚至在更严苛的枪 击测试后，LCB温度仅上升
13、 3C5C，无起火或冒烟且可持续 使用。此外，LCB防爆等级通过认证， 安全性毋庸置疑。固态电池无疑是锂电池安全性的关键 解决方案之一。固态电池：安全性能卓越固态电池：安全性能卓越13安全性的灵魂拷问安全性的灵魂拷问：降低风险概率还是本质安全降低风险概率还是本质安全3.270.40.721.181.934.79012342010201120122013201620172018201920142015World BEV图图7：全：全球新能源汽车保有量情况（百万辆）球新能源汽车保有量情况（百万辆）65资料来源：IEA，天风证券研究所关于电池安全性有两种可选模式：第一种，虽然电池可能出现安全问题，但
14、是 通过增加安全性设计，降低出问题的概率，达到安全性标准。第二种，选用不 会起火燃烧的电池。年产百万辆新能源汽车，迫年产百万辆新能源汽车，迫切切需要需要本本质安质安全全的电池。的电池。汽车在国内新能源汽车年 产量达到百万辆，保有量已经突破400万辆，未来几年突破千万辆是大概率事件。 电池出现问题的小概率事件，也可能在大基数下变得常态化。车厂对于安全性的要求会越来越高，选择不会起火燃烧电池可能成为车厂的一致选择。142 2固态电池：当谈论里程焦虑固态电池：当谈论里程焦虑的的时候时候，我们我们到到 底在焦虑什么底在焦虑什么？15为何会有里程焦虑？为何会有里程焦虑？16资料来源：Gao-Long,
15、Zhu, Chen-Zi. Fast Charging Lithium Batteries: Recent Progress and Future Prospects.J. Small, 2019. 天风证券研究所从盐湖城到丹佛的距离是525英里（845公里），传统燃油车续航275英里（442.5公里）加一次油再行驶250英里（402公里）历程8小时23分钟可以到丹佛。如果新能源汽车的续航里程可以达到300英里（482.8公里），同时支持3C以上快充， 从盐湖城到丹佛的时间可以控制在8小时31分钟，便利性和燃油车几乎一样。高续航里程和快充是解决新新能源汽车便利性的最重要方式。图图8：快快充和高
16、续航是满足便利性需求的最佳途径充和高续航是满足便利性需求的最佳途径固态电解固态电解质质- -突破能量密度天花突破能量密度天花板板300250195400450400350300250200150100500液态锂离子电池NCM523/石墨赣锋量产一代NCM523/碳负极赣锋研发一代高镍三元/含Li负极赣锋探索一代高镍三元/金属锂15723125027028831433538655063070075881889301000LCO/石 墨NCM811/SiOx(14%)NCM811/SiOx(28%)NCM811/SiOx(46%)（NCM811/SiOx 63%（NCM811/SiOx 80%N
17、CM811/SiOx(100%)）2023E）2024E2025E能量密度(Wh/L)固态电解质体系因为减少了电解液 和隔膜（换成了固态电解质），赣 锋采用同样正负极的固态电池能量 密度高于传统电池。图图10：辉能：辉能固固态态能能量量密密度度研研发发情情况况17图图9：与相：与相同同电电极极材材料料的的液液态态电电池池相相比比，赣赣锋锋固固态态电电池池能能量量密密度度更更高高(单单位位：wh/kg)资料来源：GGIB，天风证券研究所201920202021E2022E能量密度(Wh/kg)资料来源：D1EV，天风证券研究所而且固态电池可以采用能量密度更 高的金属锂作为负极，从而进一步 提升电
18、池能量密度。赣锋预计第三代固态电池可以将电芯能量密度提升到400WH/KG。正极活正极活性物质分子式性物质分子式缩写缩写比容量比容量/ /m mA Ah hg g- -1 1平均电平均电压（压（vs.vs.L Li i）V VLiCoO2140LCO-1401403.8LiCoO2180LCO-1801804.3LiCoO2220LCO-2202204.4LiMn2O4LMO1304.05LiFeP04LFP1603.4LiCoPO4LCP1304.8LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2NCM3331603.7LiNi0.5Mn0.2Co0.3O2NCM5231803.7LiNi0.8
19、Mn0.1Co0.1O3NCM8112203.7负极活性物质分子式缩写比容量/mAhg-1平均电压（vs.Li）V石墨/3650.1软碳-250容量SC-2502500.5软碳-400容量SC-4004000.5硬碳HC2500.5SiOx-420容量SiOx-4204200.2SiOx-1000容量SiOx-100010000.4Si-C-450容量Si-C-4504500.2Si-C-1000容量Si-C-100010000.4Si-C-2000容量Si-C-200020000.4金属LiLi3860018表表4：不：不同正极同正极/负极的比容量对比负极的比容量对比资料来源：吴娇杨,刘品,
20、胡勇胜,李泓.锂离子电池和金属锂离子电池的能量密度计算J.储能科学与技术,2016,5(04):443-453，天风证券研究所固态电池：解放电极固态电池：解放电极表表5：辉辉能固态电池成组效率领先同业能固态电池成组效率领先同业20192019正负极正负极材料材料Cell ED质量能质量能量密度量密度成组效率Pack ED对比公司NCM811+Gr245Wh/kg73175Wh/kg辉能NCM811+Gr215Wh/kg82-85176-183Wh/kg资料来源：D1EV，天风证券研究所19固态电池成组效率高固态电池成组效率高固态电池适合采用CTP刀片电池的布局，成组效率高于传统锂电 池，成组阶
21、段还能再次提升能量密度。固态电解质同样支持快充固态电解质同样支持快充。锂离子电池充电分三部分，电量最低时的涓流充电（0.1C最慢），电量中等时的恒流充电（可以快充），和电量快满时的恒压充电（较慢）。恒流充电阶段实现快充相对简单，固态电池在恒流充电中做到快充并不 困难。根据辉能此前提供的数据来看，2019年实现已经实现了5C倍率12分钟充电91.70%。93.10%82.10%72.20%65.50%59.20%90.30%84.50%80.00%78.40%92.80%87.80%84.80%82.50%80.40%77.20%92.80%90.10%96.20%98.00%91.70%0.6
22、0.40.200.81图图11：辉：辉能固态电池快充能力逐年上升能固态电池快充能力逐年上升1.260mins 1C30mins 2C20mins 3C15mins 4C12mins 5CPLG(2017)RatioPLG(2018)RatioPLG 2019 (T-)PLG 2020 (T)资料来源：公司产品手册，天风证券研究所20固态电固态电池池- -充电能力稳步提升充电能力稳步提升截至6月底，全国已累计建设充电站3.8万座、换电站449座，建成各类充电 桩132.2万个，其中公共桩55.8万个、私人桩76.4万个。同时，还建成“十纵 十横两环”4.9万公里高速公路快充网络。充沛的充电桩资源
23、也为新能源汽 车实现便利性提供了基础。我国在充电桩保有量上优势我国在充电桩保有量上优势明显明显图图12：中：中国国新新能能源源汽汽车车充充电电桩桩数数量量领领先先全全球球21资料来源：IEA，天风证券研究所3 3固态电池什么时候可以比传固态电池什么时候可以比传统统电电池池便宜便宜222525万以下为电动汽车主力万以下为电动汽车主力市场市场13.8%15.7%23.1%18.8%28.7%12-18万12万以下新新能能源源汽车本汽车本质质仍然仍然是是交通交通工工具具。 大部分消费者选用新能源汽车并不 能让上下班的时间缩短。国内新能 源补贴带动新能源汽车销量也同样 说明了消费者对新能源汽车的需求
24、仍然是代步工具。和传统汽车平价 仍是关键。售价决定总的销售价决定总的销量量。2019年国内消费者购车价格需求中，25万以下的车型占比超过70 。新 能源汽车的售价目前降至25万左右， 市场已经逐步打开，但如果希望市 场达到千万辆级别仍需要同级别的新能源汽车售价降低至18万元以下。图图1313：20192019年消费者购车价格需求年消费者购车价格需求2340万以上25-40万18-25万资料来源：巨量引擎，天风证券研究所品类品类价格（价格（元元/ /吨）吨）氧化锆平均(ZrO2+HfO2)99.9 ,100目:浙江56,000氧化镧:99.999 :中国平均18,000氢氧化锂56.5 :国产4
25、9,000成分成分物料物料密度密度/ /质量质量单位单位价格价格单位单位液态LiPF6 EC DMC1.3g/cm11.7$/kwh电解质固态LLZO5.1g/cm7.3$/kwh氧化物电解质理论成本低廉氧化物电解质理论成本低廉24资料来源：wind，天风证券研究所表表7：LLZO成本成本低于液态电解质成本低于液态电解质成本资料来源：Schnell, Joscha , et al. Solid vs. LiquidA BottomCalculation Model to Analyze the Manufacturing Cost of Future High-Energy Batteries
26、.Energy Technology (2020)，wind，天风证券研究所所以固态电池的应用不能大幅增加汽车的成本。氧化物电解质（锂镧锆氧）本身的原材料价格较低，如果 加工成本低于4.4美元/千瓦时，就可以实现电芯成本低于 传统电池。表表6：LLZO原材原材料价格料价格资料来源：msesupplies，天风证券研究所湿式涂布压延极片分 切湿式涂布压延极片分 切真空干 燥切割叠片集电器焊接入壳封装注液极耳焊 接化成陈化质量检 测湿式涂 布压延浆料混 合湿式涂 布压延极片分 切切割叠片集电器 焊接入壳封装极耳焊 接化成陈化质量检 测压延层压极片分 切物料烧结挤压正极浆料混 合负极浆料混 合正极浆
27、料混 合电解质负极挤出25固态电池加工中没有注液等工艺， 加工成本比传统锂电池低4.6$/Kwh。 即固态电解质的加工成本低于 9$/Kwh时，固态电池的电池成本低于传统电池。资料来源：Schnell, Joscha , et al. Solid vs. LiquidA BottomCalculation Model to Analyze the Manufacturing Cost of Future High-Energy Batteries. Energy Technology (2020)，天风证券研究所4049.1335.83062.4262.25000.04000.03000.02
28、000.01000.00.0液态锂电池设备价值/万美元氧化物固态电池额外投资/万美元图图14：6GWh生产线成本对比，氧化物优势明显生产线成本对比，氧化物优势明显资料来源：Schnell, Joscha , et al. Solid vs. LiquidA BottomCalculation Model to Analyze the Manufacturing Cost of Future High-Energy Batteries. Energy Technology (2020)，天风证券研究所所以固态电池加工中没有注液等工艺，电 池产线投资也低于传统液态锂电池，按照 10年折旧计算，固态
29、电池每千瓦时折旧较 传统锂电池少$0.1。根据辉能测算，按照目前的技术在固态电 池产能超过20Gwh时，固态电池在PACK时 的成本将低于传统电池。CellCell产能产能CellCell成本成本PackPack成本成本1GWh16013010GWh13010520GWh11098目前企业和科学家也在寻找进一步降低成本的技术和工艺。表表8：辉辉能电池包成本有望继续降低能电池包成本有望继续降低26资料来源：D1EV，天风证券研究所4 4固态电池：国内外各企业已固态电池：国内外各企业已迈迈出第出第一一步步固态电池国内外代表企业，国内企业遥遥领固态电池国内外代表企业，国内企业遥遥领先先赣锋锂业赣锋锂
30、业台湾辉能台湾辉能清陶能源清陶能源宁德时代宁德时代氧化物氧化物氧化物氧化物氧化物氧化物硫化物硫化物20252025年预年预计达到计达到 450Wh/kg450Wh/kg240Wh/kg240Wh/kg182Wh/kg182Wh/kg400Wh/kg400Wh/kg理论可理论可达达400Wh/kg400Wh/kg 400040001000100013001300未披露未披露 3003004C4C5C5C5C5C未披露未披露未披露未披露能量密能量密度度115Wh/kg115Wh/kg循环寿循环寿命命40004000充电倍充电倍率率0.5C0.5C正负极正负极材料材料负极金负极金属锂属锂未披未披露露
31、高镍三高镍三元元/ /硅碳负硅碳负极极NCNCM M811811未披未披露露未披露未披露/ /石墨复石墨复合物合物图图1515：全球固态电池企业分布：全球固态电池企业分布28资料来源：第一电动网，天风证券研究所表表9 9：海内海内外外固态电池企业工艺对比固态电池企业工艺对比公司名公司名称称BolloreBolloreToyotaToyota电解质电解质类型类型聚合聚合物物硫化物硫化物资料来源：wind，第一电动网，Bollore公司年报，新能源网，台湾辉能官网，清陶能源官网，宁德时代专利说明书，天风证券研究所粗略来看，欧洲固态电池粗略来看，欧洲固态电池 主要是聚合物体系，美国主要是聚合物体系，
32、美国 是固液混合，在亚洲中日是固液混合，在亚洲中日 韩主要是氧化物。韩主要是氧化物。型号型号Blue LMP Blue LMP 250250Blue LMP Blue LMP 400400电量252 kWh392 kWh电压821 V958 V尺寸1,995 x 2,310 x 1,026 mm2,220 x 2,870 x 1,026 mm质量2080 kg3062 kg工作温度-20C65C-20C65C电池降温系统无需冷却系统无需冷却系统循环圈数 4,000 圈 4,000 圈表表10： Bollore最新最新LMP 四代电四代电池池：循循环环性性能能较较好好，能能量量密密度度仍仍需需提
33、提升升资料来源：公司官网，天风证券研究所装载Blue LMP电池的电动汽车Blue Car最高 时速可以达到130km/h； 匀速行驶可续航 250km。6米长Bluebus公交车可以实现140- 180km最大续航，12米长Bluebus最大续航 可达到220-280km。Bollore在法国和加拿大 建设有两座共48,000m2工厂，可年产200辆 6米长公交车和200辆12米长公交车。29法国法国BolloreBollore，聚合物固聚合物固态态电池电池开开发遇发遇阻阻资料来源：公司年报，天风证券研究所资料来源：公司年报，天风证券研究所表表11：Bollore科科研研开开支支逐逐年年递递
34、减减法国法国BolloreBollore，聚合物固聚合物固态态电池电池开开发遇发遇阻阻单位：单位：百万欧元百万欧元ChangeChange 2019/20182019/20182019201920182018201720172016201620152015Bollore Films00.60.60.60.60.5Blue Solutions-20.401620.119.733.533.3Capacitor Sciences Inc-27.913.14.37.51.3Bluecar-2919.327.228.677.748.5Bluestorage-76.422.510.613.715.529.
35、2Bluetram/Blueboat-10000.40.81.77.2Bluebus-47.417.113.519.925.624.8IER-8.1699.810.612.314.3Bollore Telecom019.219.219.617.214.9TOTAL-27.3476.8105.7121185.4172.72001801601401201008060402002019201820172016Blue SolutionsBluecarBluestorageBluebusTOTAL30资料来源：公司年报，天风证券研究所资料来源：公司年报，天风证券研究所资料来源：公司年报，天风证券研究所
36、Toyota &Toyota & PanasonicPanasonic，硫化物电池或在硫化物电池或在20252025年年面世面世目前，这款固态电池正在丰田与松下合资的公司进行研发，预计2025年量产。在充电速度方面， 据丰田内部人士透露，固态电池原型产品在充电速度上相较于现有锂电池具有明显优势，电量从 0到100 仅需15分钟。在电池寿命方面，丰田汽车计划其生产的固态电池在使用30年后仍保持90 以上的性能。如果该 技术能尽快实现，那么循环性能将超越近期特斯拉、宁德时代、通用等宣传的百万公里电池。在能量密度方面，根据丰田的规划，计划到2025年将固态电池能量密度提升到现有锂电池能量密 度的2倍
37、以上，预计可达到450Wh/kg。届时，搭载固态电池的电动汽车，续航里程将大幅提升， 可与目前燃油车相媲美。不过，尽管已推出固态电池原型产品，但真正市场化应用，丰田认为也要到2025年前后：一方面 是因为技术还需要不断完善；另一方面是成本还比较高。资料来源：caranddriver，天风证券研究所31赣锋锂业，氧化物固态电池赣锋锂业，氧化物固态电池科科技逐技逐渐渐成熟成熟300250195400450400350300250200150100500液态锂离子电池NCM523/石墨赣锋量产一代赣锋研发一代赣锋探索一代NCM523/碳负极高镍三元/含Li负极高镍三元/金属锂图图16：与：与相同电极
38、材料的液态电池相比，赣锋固态电池能量密度更高相同电极材料的液态电池相比，赣锋固态电池能量密度更高资料来源：GGIB，天风证券研究所图图17：3D固态锂电池固态锂电池结结构示意图构示意图32资料来源： Enabling high-areal-capacity all-solid-state lithium-metal batteries by tri-layer electrolyte architecturesJ. Energy Storage Materials, 2020, 24:714-718.天风证券研究所根据赣锋锂业2019年12月11日投资者关系活动记录，公司固态锂电池的中试线正在
39、进行单机调试，目前积极与下游车企对接，送样测试。2019年5月，赣锋锂业与德国大众达成 战略合作，公司未来十年将向德国大 众及其供应商供应锂化工产品；同时， 德国大众还将与公司在电池回收和固 态电池等未来议题上进行合作。台湾辉能，固态电池技术领先台湾辉能，固态电池技术领先PLCBPLCB产品产品47255AANA4360ASAAMA36D3L8AAJA尺寸(mm)52x5560 x105133x218额定电压(V)3.753.753.75最大电压(V)4.354.354.35额定电容量(mAh）77019508300厚度（mm）4.84.53.7体积能量密度（Wh/L）210.34257.94
40、290.1315723125027028831433538655063070075881889301000LCO/石 墨NCM811/SiOx(14%)NCM811/SiOx(28%)NCM811/SiOx(46%)（NCM811/SiOx 63%（NCM811/SiOx 80%NCM811/SiOx(100%)）2023E）2024E2025E能量密度(Wh/L)33当当前，前，辉能在台辉能在台湾湾设设有有40MWh40MWh的中试线的中试线产能产能。 产产业化业化时时间间为为20212021年年，其其桃园桃园G2G2线线（GWhGWh级级） 量量产后产后产产能将能将达达1-2GWh1-2G
41、Wh。辉辉能科技能科技大大陆区陆区总总部部 及全球产及全球产业业基地基地项项目由辉能目由辉能科科技技、东东方蜂巢等方蜂巢等共共 同投资，同投资，在在青山青山湖湖科技城选科技城选址址建建设设。项目内容包项目内容包 括建设括建设2GWh2GWh、5GWh5GWh固态固态锂锂陶陶瓷电瓷电池池芯芯产业产业化化 项项目，并目，并将将考虑考虑与与车企合资车企合资建建置产置产线线等等。项目全。项目全 部建成达产后预计将实现年销售产值部建成达产后预计将实现年销售产值30300 0亿元以亿元以 上上。图图18：辉：辉能固态能量密度研发情况能固态能量密度研发情况201920202021E2022E能量密度(Wh/
42、kg)资料来源：D1EV，天风证券研究所表表12：辉辉能能PLCB固固态电池产品参数态电池产品参数资料来源：公司产品手册，天风证券研究所序号序号首周首周比容比容量量m mAhAh/g/g能量能量密度密度WhWh/L/L 循环循环5050周后周后的的容量容量保保持率持率循环循环200200周后周后的的容量容量保保持率持率短路短路比例比例实施例1131350 87.460.06实施例2121321 91.7第83周短路15实施例3100186 54.035.00对比例198265 第2周短路/73对比例2126269 第27周短路/36对比例358182 31.010.30表表13：CATL刚性膜
43、片刚性膜片电池较普通硫化物电池循环性能大幅提升电池较普通硫化物电池循环性能大幅提升资料来源：专利说明书，天风证券研究所34宁德时代选择了硫化物固态电池的研发路径。宁德时代选择了硫化物固态电池的研发路径。从目前技术进展看，CATL固态电池距商业化仍有较长距离，其性能参数尤其是循环性能 明显落后于赣锋锂业和台湾辉能的氧化物型固态电池。宁德时代：量产时间未定宁德时代：量产时间未定2020年6月份，宁德时代21C创新实验室正式奠基，实验室中短期研究方向专注于金属锂 电池、全固态电池、钠离子电池等下一代电池研发。力求在3到5年内，实现实验室自主 创新成果的产业化，助力行业高质量发展。风险提示风险提示固态锂电池作为锂离子电池的新 技术，商业化应用时间尚不明确， 存在长期无法大规模应用的风险。 赣锋锂业的第一代第二代电池仍 是固液混合的过渡固态电池，其 第三代纯固态电池的研发进展还 不明确，台湾辉能固态电池预计 2022年中实现规模搭载，丰田的 硫化物固态电池也预计2025年才 能量产。目前国内尚无固态电池 装车测试的案例。35THANKS37
