锂电池的原理大同小异,包括负极材料石墨/硅基和正极材料,正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂。电池放电的过程,是锂释放电子成为锂离子,而电解质隔膜能够通过锂离子不会通过电子,从而让锂离子通过到另一边,而充电的时候,锂离子再从电解质隔膜穿回去拿回电子,如此往复。电解质液的功能就是让锂离子通过而不要电子通过,而如果电子通过,则会发生电池爆燃,爆炸。所以锂电池才会有穿刺实验,一针下去,锂离子就会迅速起火燃烧,而热失控和锂枝晶则会导致这种情况时有发生,这也是当前锂电车的一个重要缺陷。而固态电池就是将液体电解质更换为固体,这样有很多好处,一个就是固态结构的空间利用率更高,所以能量密度更大,电池续航更久,另一个就是能在一定程度上防止电池热失控,热失控和锂枝晶导致的短路会少很多。

不过,需要注意的是,固态电池有很多技术难点。也很好理解,比如固体和固体之间接触面小,阻抗增大,电导率低,再加上固态电池电解液是新材料,制造成本较高,所以也存在不确定性。而当前落地的固态电池大部分为半固态电池,也就是一种液体和固体的混合物,为凝胶状,这种产物和现有锂电池产线的匹配度比较高,不用改变电池结构即可应用,且也具备固态电池的部分优点。诸如蔚来ET7的固态方案就是半固态。当前市场预期是半固态电池应该在2025年实现商用普及而固态电池大概要到2027年左右,当然这是个预估。


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说这么多,介于固态电池在爆发初期,还是为各位送上一些固态电池参考标的,注意仅供参考:

氧化物电解质环节:清陶能源(未上市)、卫蓝新能源(未上市)、上海洗霸、金龙羽。

半固态电池厂商:清陶能源(未上市)、卫蓝新能源(未上市)、宁德时代、赣锋锂业、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技、蜂巢能源(未上市)。

金属锆:三祥新材;

PEO原料:奥克股份;

LiTFSI:瑞泰新材、江苏国泰。

高镍/超高镍三元正极厂商:当升科技,容百科技。

硅基负极厂商:贝特瑞。

固态电池短期涨幅有点大,不宜追高,如果固态电池是趋势,则后面回落肯定还有机会。需要注意的是,现阶段固态电池技术比较有代表性的全球企业依然是丰田,无论是电池,氢能,以及炮轰锂电车,丰田的左右手都没闲着,丰田后面还跟着个三星。不过也不用焦虑,中国车企在锂电池技术上炉火纯青,往往喊的不是最响亮,但往往是最先到达终点线的,故而,优势的确在我。

一固态电解质分类

固态电解质作为固态电池的核心部件决定了固态电池的各项性能参数

目前氧化物硫化物聚合物电解质是主流的解决方案

1.氧化物电解质综合性能佳化学稳定性好机械性能好但是电导率一般

2.硫化物电解质离子电导率好热稳定性好但是对空气较敏感制备难度大

3.聚合物电解质加工性能好但是热稳定性差高电压耐受性差

目前氧化物电解质当前阶段较为领先各方面性能较为均衡硫化物体系紧随其后未来最具发展潜力

二固态电解质上游金属原料

2.1 锆

氧化物电解质LLZO的原材料包括二氧化锆硝酸锆碳酸锆

全球锆矿储量主要分布在澳大利亚南非占比70.6%8.7%国内锆矿储量占比0.7%主要依赖进口

国内锆英砂处于供应紧平衡的状态下游应用包括陶瓷铸造耐火材料锆化学制品等

国内锆供应商包括东方锆业三祥新材凯盛科技盛和资源

东方锆业锆制品供应商目前具备2.6万吨电熔氧化锆0.94万吨二氧化锆国内份额40%5万吨氯氧化锆国内份额20%产能

三祥新材主营锆制品铸改新材料现有2.6万吨电熔氧化锆2万吨氯氧化锆产能

盛和资源稀土和锆钛两大主业产品为稀土金属锆英砂钛精矿等

2.2 镧

氧化物固态电解质LLZOLLTO的原材料包括氧化镧硝酸镧氢氧化镧

镧是一种金属稀土元素我国具有丰富的稀土资源贡献了全球约70%产量

具有氧化镧产能的国内企业包括北方稀土盛和资源

北方稀土四大稀土集团之一国内规模最大的轻稀土供应商产品包括镧铈镨钕等稀土精矿稀土氧化物稀土磁性材料

2.3 锗

氧化物电解质LAGP硫化物电解质LGPS原材料包括二氧化锗硫化锗等

全球锗资源储量稀缺美国占比45%我国占比41%我国是全球最大的锗产出国占比67.9%

锗是重要的半导体材料应用场景包括红外成像43%光纤通信28%光伏19%等领域

国内锗供应商包括云南锗业驰宏锌锗中金岭南盛屯矿业

驰宏锌锗国内原生锗生产龙头厂商年产能60吨约50%国内产能产品包括锗锭锗晶片四氯化锗和二氧化锗等

云南锗业锗全产业链供应商锗产品包括锗锭二氧化锗太阳能锗晶片红外级锗单晶光纤用四氯化锗等

2.4 钛

氧化物电解质LLTOLATP的原材料包括二氧化钛焦磷酸钛等

我国钛精矿储量全球第一占比29.2%国内钛精矿采选集中于攀西地区约占全国总产量70%产品以钒钛铁精矿为主

钛下游需求主要是钛白粉白色颜料和功能性材料海绵钛钛合金等


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