固态电池行业深度报告:材料和工艺设备体系革新,固态电池产业化加速
爱建证券·2025-12-31 06:24

行业投资评级 - 强于大市 [3] 报告核心观点 - 固态电池产业化进程加速,其核心在于电解质的固态化,相比传统液态锂离子电池,在能量密度和安全性方面具有显著优势,其中体型硫化物全固态电池是未来发展趋势 [3] - 全球固态电池市场需求正进入快速成长通道,动力电池是最大应用场景,消费电池渗透率有望率先突破,中国凭借完整的产业链和政策支持,在全球产能供给中占据主导地位 [3] - 固态电池的材料体系将向硫化物电解质、硅基及锂金属负极收敛,同时其生产工艺设备与传统锂电差异巨大,新增和升级的设备环节将为整线设备供应商带来优先受益的增量投资机会 [3] 按报告目录总结 1. 固态电池:电解质固态化,性能多方位提升 - 固态电池的核心差异在于使用固态电解质(如硫化物)同时传输离子并隔绝正负极,取代了传统液态电池的电解液和隔膜,这带来了更高的能量密度和安全性 [9] - 固态电池通常采用叠片方式进行封装,并通过使用硅负极或锂金属负极等更高容量的负极材料来进一步提升能量密度 [9] - 根据电解质含量,可分为液态、半固态、准固态和全固态,其中全固态不含液态电解液;根据电解质种类,主要分为氧化物、硫化物、聚合物和卤化物四类;根据结构类型,可分为薄膜型、3D型和体型,目前以氧化物和聚合物的半固态电池为主,但体型硫化物全固态是未来趋势 [13] 2. 需求:全球下游应用和政策协同驱动,进入快速成长通道 - 区域需求:2024年亚太区占据全球固态电池市场份额的50%以上;预计2025-2030年,亚太、北美和欧洲等主要市场的年增速将维持在20%以上,市场规模持续扩张 [23] - 应用场景: - 动力电池:是国内固态电池需求的主要驱动力,2025年上半年,仅卫蓝新能源360Wh/kg电池的装车量就已突破1.2GWh [30] - 消费电池:由于对能量密度要求更高,有望成为固态电池商业化落地的试验田,预计到2030年,其渗透率有望率先突破10% [30] - 储能电池:当前以配套示范性项目为主,成本敏感度较高,预计2030年渗透率在2%左右 [30] - 技术路线:现阶段国内固态电池产品以氧化物和聚合物半固态技术为主,2024年这两类出货量合计占比在97%以上 [35] - 政策支持:全球主要国家和地区(中日欧美)均出台政策竞逐固态电池技术,中国通过国家战略驱动全产业链布局,日本通过巨额补贴维持技术领先,欧洲通过绿色法规和基金扶持本土供应链,美国则通过法案激励重塑制造回流 [36] 3. 供给:头部企业产能规划清晰,试产到量产周期内格局加速重塑 - 区域供给:中国受益于全产业链优势和政策支持,预计2025年将提供全球80%以上的固态电池产能 [39] - 产能建设:2025年1-9月,国内共有41个固态电池产业项目更新动态,新增年产能总计85.5GWh,其中新增规划产能约为36.6GWh,在新增项目中占比达42%以上 [39] - 企业规划:全球主要企业量产规划清晰,2027年是关键节点,例如Solid Power规划2026年底实现全固态电池量产,丰田、三星、广汽、清陶等规划2027年初实现量产 [43] - 产能分布:产能主要集中于卫蓝新能源(规划产能128.2GWh)和清陶能源(规划产能65GWh)等非上市公司,上市公司中赣锋锂业规划产能明确,达到40GWh [43] - 成本结构: - 固态电池中材料成本占比高,2022年成本约为1.49元/Wh,其中材料成本占比约77%,预计到2035年成本将下降至约0.39元/Wh [56] - 在硫化物全固态电池的成本构成中,固态电解质成本占比最高,超过50%,而硫化锂是硫化物电解质的主要成本来源,其降本是降低电池整体成本的关键 [62] 4. 材料格局:电解质向硫化物收敛,负极关注硅基和锂金属 - 电解质路线:硫化物电解质凭借高离子电导率及柔软性,能够有效缓解界面问题,预计到2035年,其市场规模占比将达到40%以上,成为主流路线 [65] - 负极材料:硅基负极在传统锂电中应用研究较为丰富,预计中短期固态电池负极将向硅基发展;锂金属负极因其更高的理论容量和低电化学电位,可实现更高能量密度,是未来的发展方向 [3] 5. 工艺格局:整线方案供应商率先受益,细分设备技术壁垒高 - 工艺差异:固态电池的制备工序(前、中、后段)所需设备与传统锂电差别大,包括新增纤维化设备和等静压设备,干混、辊压、叠片和化成分容等设备也需要升级 [3] - 投资机会:有别于市场普遍认为电芯厂商将优先受益的观点,报告认为新增工艺设备将打开增量空间,整线设备供应商将在产业化进程中率先受益 [3]