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聚合物电解质
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新一轮动力电池革命,是直接往里加“矿石”?
电动车公社· 2025-12-09 16:04
文章核心观点 - 氧化物电解质凭借其高安全性、与电解液的良好兼容性、较低的成本以及相对成熟的技术,已成为当前固液混合电池商业化应用的主流选择,尤其是在锂镧钛氧体系上已实现量产装车 [6][33][46][83] - 固液电池作为向全固态电池过渡的形态,其保留的少量电解液恰好弥补了氧化物电解质界面阻抗高、电导率相对较低的短板,而硫化物和聚合物电解质因兼容性或性能问题,在该领域应用受限 [49][51][55][58][78] - 尽管氧化物电解质在固液电池领域领先,但其固有的“硬”和“脆”的物理特性导致严重的“界面问题”,使其在全固态电池技术路线上面临挑战,目前全固态电池主要采用硫化物或聚合物电解质 [70][75][76] - 行业正通过元素掺杂、工艺优化以及与其他材料复合等方式,持续提升氧化物电解质的性能,以期进一步降低成本、提高电导率,从而推动固液电池对现有液态电池的替代进程 [29][30][60][69][82][84][85] 01. 60年多段演化,终成正果 - 氧化物电解质研究始于20世纪60年代,科学家发现高铝酸钠在特定条件下具备导电性,是最早被关注的固态电解质体系 [11] - 70年代,约翰·古迪纳夫团队制备出硅磷酸锆钠,实现了导电性的飞跃,并首次尝试应用于电池电解质,但最终未在电池领域成功商业化 [11][12][13] - 90年代前后,研究方向从钠体系转向锂体系,美国橡树岭国家实验室研制出氮化磷酸锂薄膜电解质,虽能提升安全并抑制锂枝晶,但因界面阻抗高、电导率低等问题仍停留在实验室阶段 [15][17][18][19] - 1987年,法国化学家布罗斯合成了钙钛矿结构的锂镧钛氧,其室温电导率超过2×10⁻⁵ S/cm,虽与电解液的1×10⁻³ S/cm有差距,但当时已碾压其他氧化物电解质,且制备难度低、化学性质稳定 [22][23] - 经过日本精密陶瓷中心等机构多年研究优化,并通过掺杂氟、铋、铝等元素提升性能,LLTO体系因技术成熟、成本较低,已率先实现量产应用,例如智己L6光年版和蔚来ET7的固液电池 [26][27][29][30][33][46] - 2007年,印度科学家穆鲁甘成功合成石榴石型锂镧锆氧,其室温电导率高达3×10⁻⁴ S/cm,理论上限更高,但面临对空气敏感、烧结温度高、韧性差、界面问题更突出等商业化难题 [36][37][40][41][42] - 目前,LLZO路线已有企业布局,如上海洗霸是国内唯一实现其吨级量产的企业,清陶能源也有所布局 [42] 02. 为何氧化物更适合固液电池? - 固液电池作为过渡形态,保留了少量电解液以增强导电率,因此需要固态电解质与电解液有良好兼容性 [49][50] - 硫化物电解质虽导电率出众,但与电解液兼容性差,混合后会破坏材料结构并形成阻碍离子传输的界面层,导致电池性能下降,因此选择该路线的企业多直接研发全固态电池 [51][52][53] - 聚合物电解质与电解液虽不发生剧烈反应,但其室温电导率低,混合后会降低总体电导率影响充放电倍率,且耐高温能力差,例如PEO在100-200℃时分子结构会被破坏 [55][56] - 氧化物电解质,特别是LLTO体系,具有不可燃、几乎不与电解液和空气反应、可承受高达800℃高温的极高稳定性,同时可通过掺杂改性提升电导率,与电解液混合后总体电导率下降不多 [58][59][60][61] - 成本方面,氧化物电解质原材料如镧、锆等稀土元素国内资源相对丰富,提纯技术成熟,价格不高;而硫化物必需的硫化锂制备难度大,需-60℃无水无氧环境及复杂提纯工艺,价格居高不下 [63][64] - 生产方面,氧化物仅需高温烧结设备和常规干燥间,环境要求低;硫化物则需严格的惰性气体保护、无氧环境和极高湿度控制,产线投资成本高 [65][66] - 氧化物产线投资成本低有利于产能爬升和成本下降,目前氧化物固液电池成本仅比液态电池高5-10%,且未来有望进一步下探 [67][69] - 氧化物电解质“中庸”的属性与固液电池“过渡”属性完美匹配,但其“硬”的物理特性导致与固体电极接触时“界面问题”严重,而固液电池中的少量电解液恰好能浸润电极,弥补此短板 [70][75][76][78] 03. 写在最后 - 氧化物电解质已成为动力电池固态化道路上最早实现商业化落地的先行者 [83] - 随着生产规模扩大和成本降低,以氧化物为核心的固液电池有望替代部分现有液态电池 [84] - 其大规模替代液态电池的关键,在于能否通过技术和工艺优化弥补电导率较低的短板,提升快充性能 [85] - 行业正探索将氧化物与聚合物结合形成复合固态电解质,以优化界面问题和电导率,实现优势互补 [82]
昊华科技(600378.SH):所属中化蓝天已经完成了钠电池电解液小样、中样实验
格隆汇· 2025-10-21 08:11
公司技术进展与产品布局 - 公司所属中化蓝天已完成钠电池电解液小样、中样实验,并具备产业化基础,计划建设钠离子电池电解液产业化装置 [1] - 公司在固态电池用粘结剂、聚合物电解质、硫化物/卤化物电解质降本工艺优化和设计优化方面有积累,并承担浙江省"尖兵"专项,联合上下游推进固态电池技术进步和产业应用 [1] - 公司电解液材料主要应用于新能源车企动力电池项目、新一代长循环储能项目以及消费数码电池领域 [1] 市场地位与运营数据 - 2025年上半年,公司电解液出货量位列国内第七,处于行业第二梯队 [1]
方正富邦汤戈:固态电池打开行业第二增长曲线 需警惕三大风险
证券时报· 2025-09-20 15:18
文章核心观点 - 固态电池技术已从实验室概念验证阶段进入工程化关键期 产业化进程加速推动锂电池板块成为市场新主线 创业板行情由芯片半导体和锂电池两大主力主导 固态电池指数8月以来上涨23.31% 今年累计涨幅超50% [1][2] 技术发展现状 - 固态电池发展路径与材料体系基本确定 准固态和半固态电池实际装车能力已获产业认证 清陶能源半固态电池搭载上汽10万元级车型 大众与QuantumScape合作的固态电池实现摩托车装车 [1][2] - 工程化路径从实验室手工制备向小规模量产转型 兆瓦时级生产线初步建成与调试 技术成熟度在半固态电池商业化中得到验证 [2] - 氧化物与聚合物路线因工艺成熟有望率先量产 硫化物路线虽具能量密度优势但仍面临硫化氢抑制 界面优化及高纯原料制备等技术瓶颈 [2][4] 产业链投资逻辑 - 投资机会沿"设备先行—材料突破—场景放量"逻辑链条展开 设备环节呈现高资本投入特征 国内单GWh设备投入约5-10亿元人民币 海外产线成本更高 设备价值在锂电池生产设备中占比较传统液态电池提升5-15个百分点 [4] - 材料环节投资价值取决于技术路线产业化潜力与成本控制能力 硫化物电解质核心原材料硫化锂价格达数百万元/吨 氧化物与聚合物路线因工艺成熟受短期关注 中国企业已在氧化物电解质领域构建差异化竞争优势 [4][5] - 传统锂电材料企业积极转型 硅碳负极 隔膜等领域企业启动固态产线探索 试图通过既有产能与供应链优势切入新赛道 [6] 市场前景与规模 - 固态电池相当于锂电池行业第二增长曲线 2030年乐观情景下市场渗透率有望超30 逐步接近TWh级别产能 [7] - TWh级别需求将拉动上游设备与材料领域需求扩张 预计材料和设备均将形成千亿以上市场规模 [7][8] - 半固态电池在主流车型的渗透为全固态技术发展积累工艺数据与供应链经验 技术商业化联动重塑投资逻辑 从技术愿景转向量产与应用导向的务实评估 [3][6]
贝特瑞(835185):北交所信息更新:固态电池材料突破引领新增长,2025H1负极销量高增33%盈利企稳
开源证券· 2025-09-02 05:56
投资评级 - 维持增持评级 [3][5] 核心观点 - 2025H1实现营收78.38亿元同比增长11.36% 归母净利润4.79亿元同比减少2.88% [5] - 负极材料销量超26万吨同比增长32.83% 正极材料毛利率同比提升5.72个百分点 [6] - 固态电池材料取得突破 开发首款锂碳复合负极材料 硫化物电解质粒度达500nm以下 [7] - 预计2025-2027年归母净利润11.89/16.71/20.02亿元 对应EPS 1.05/1.48/1.78元 [5] 财务表现 - 2025H1负极材料营业收入62.79亿元 毛利率25.59% 正极材料收入14.18亿元 毛利率11.70% [6] - 已投产负极产能57.5万吨/年 正极产能7.3万吨/年 [6] - 预计2025年营业收入158.02亿元同比增长11.0% 毛利率21.6% [9] 产能布局 - 印尼基地8万吨负极项目一期建成 二期在建 [6] - 摩洛哥布局正极5万吨/年 负极6万吨/年产能 [6] 技术突破 - CVD硅碳产品获主流客户认可 预计2025年量产出货 [7] - 氧化物电解质获百吨级订单 匹配电芯装机量超1GWh [7] - 发布固态电池材料整体解决方案 推出贝安FLEX系列和贝安GUARD系列 [7] 估值指标 - 当前股价26.96元 对应2025年PE 25.6倍 2026年18.2倍 [5][9] - 总市值303.93亿元 流通市值299.03亿元 [3] - 近3个月换手率45.89% [3]
中国宝安:上半年净利润2.44亿元,同比增长24.51%
证券时报网· 2025-08-28 13:36
财务表现 - 2025年上半年营业收入108.39亿元,同比增长8.07% [1] - 归属于上市公司股东的净利润2.44亿元,同比增长24.51% [1] - 基本每股收益0.0945元 [1] 业务进展 - 人造石墨销量创历史新高 [1] - 贝特瑞开发行业内首款匹配全固态电池的锂碳复合负极材料 [1] - 氧化物电解质产品获得动力及3C领域新客户技术认可并实现百吨级订单批量供应 [1] - 聚合物电解质与客户达成战略合作并获得吨级订单 [1]
重磅!聚合物将在固态电池竞赛中胜出!郭新教授团队揭示行业迷思
起点锂电· 2025-08-18 09:54
固态电池技术路线 - 固态电池技术路线分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物4大类,各类在离子电导率、加工性、稳定性等核心性能上差异显著 [2] - 4大电解质路线之争尚未形成定局,技术路线选择需综合考虑实验室数据和产业化因素 [2][3] 产业化评价体系 - 产业化阶段需建立多维评价标准,包括规模化生产可行性、供应链成熟度、全生命周期成本 [3][4] - 需实现技术指标与经济性的最优平衡,包括电化学性能与制造成本的动态平衡、材料体系对供应链韧性的影响 [4] - 系统级评价需满足量产制造一致性(6σ标准)、安全认证(如UL 9540A)、单线产能≥2GWh等关键指标 [4] 聚合物电解质性能突破 - 聚合物电解质室温离子电导率已突破10⁻³S·cm⁻¹量级,显著提升应用潜力 [6] - 通过分子结构设计,聚合物电解质电化学稳定窗口已超过5V [6] - 热交联聚合物和聚合物-陶瓷复合电解质策略大幅提升热稳定性和机械强度 [7] 聚合物电解质界面特性 - 聚合物电解质能与电极表面紧密贴合,动态适应体积变化,维持稳定界面接触 [11] - 原位聚合工艺可降低界面阻抗至传统接触的1/10以下,并增强机械稳定性 [13] - 聚合物电解质能抑制电极/电解质界面副反应,形成5-20nm致密钝化层 [13] 生产工艺兼容性 - 聚合物电解质与现有锂离子电池卷对卷生产工艺高度兼容,可沿用85%以上传统设备 [15][20] - 溶液涂布法可制备连续性聚合物电解质膜,适用于圆柱形、方形及软包电池生产 [15] 供应链优势 - 聚合物体系依托成熟工业基础,原料规避稀有金属及地缘敏感元素,具备规模化供应渠道 [17] - 聚合物电解质原材料成本显著低于硫化物电解质(约1/50) [25] 无机电解质挑战 - 无机电解质需全面重构生产流程,依赖专用设备及惰性气氛等严苛条件 [22] - 硫化物电解质存在热稳定性差、释放有毒H₂S气体等安全隐患 [25][27] - 氧化物电解质本征脆性易导致界面微裂纹和锂枝晶生长 [25][28] - 无机固态电池面临界面阻抗高、设备适配性不足、供应链不完善等五大系统性瓶颈 [29]
重视固态电池材料等成长板块
国盛证券· 2025-08-10 13:18
行业投资评级 - 增持(维持)[5] 核心观点 基础化工板块配置机遇 - 2021年9月至2024年2月基础化工板块指数从9565.18点调整至3876.11点,累计下调59.5%[1] - 2024Q1板块在建工程增速连续回落,固定资产增速拐头回落,2025Q1在建工程增速降至-7.3%[1] - 2024年7月11日至8月8日,基础化工指数(005006)累计涨幅5.9%,石油石化指数(005001)累计涨幅2.5%[1] - 机构持仓方面:主动型基金持仓比例从2021Q3的6.69%下降至2025Q2的3.72%,指数型基金持仓比例从2.26%下降至0.37%[1] 固态电池材料机遇 - 固态电池能量密度可突破500Wh/kg,传统三元锂材料体系难以突破300Wh/kg[2] - 固态电池主要包括聚合物、氧化物、硫化物三种类型,聚合物和氧化物电解质主要用于半固态电池,硫化物和卤化物主要用于全固态电池[2] - 预计2026年起全固态电池有望实现产业化验证、示范应用、大规模推广[2] - 建议关注:道氏技术、长阳科技[2] AI4S及AI材料投资机会 - 2025Q1中国创新药License-out交易达41起,总金额369.29亿美元,接近2023年全年水平[3] - AI在药物研发中可替代传统人工流程,大幅加快研发速度、节省成本[3] - 化工材料领域(钙钛矿、固态电池、半导体材料等)AI已开启范式渗透,AI4S头部服务商加速新材料产业化[3] - 建议关注:晶泰控股、志特新材、道氏技术、东材科技、圣泉集团、东阳光[3] 重点标的 - 东阳光(600673.SH):2025E EPS 0.47元,PE 34.02倍[4] - 晶泰控股(02228.HK):2027E EPS 0.02元,PE 375.80倍[4] - 中岩大地(003001.SZ):2025E EPS 0.92元,PE 31.99倍[4] - 卫星化学(002648.SZ):2025E EPS 2.20元,PE 8.66倍[4]