固态电池深度一:锂金属负极:负极长期方向,关注各工艺领先企业

股票资讯 阅读:2 2025-07-06 20:57:29 评论:0

  核心观点:锂金属负极较石墨、硅碳可实现更高的能量密度,为固态电池负极侧长期迭代方向;国内外企业已逐步应用锂金属负极方案,首款锂金属负极全固态电池已实现上车路测;工艺上,压延法率先实现规模化落地,向更薄迭代,长期也建议关注蒸发镀、液相法;格局上,锂企、负极厂、箔材厂多方参与。建议积极布局各个工艺路线的领先企业。

  锂金属负极:可实现更高的能量密度,为负极长期迭代方向。传统的负极材料石墨的循环性能好,但理论容量低;硅基负极理论容量高,但充放电过程中膨胀过大;锂金属拥有超高理论比容量和较低的电化学电位,根据欧阳明高院士,国内2030年前重点突破500Wh/kg电池,正负极侧主要依赖负极迭代,硅负极在助力电池能量密度突破400Wh/kg后的边际提升有限,锂金属负极已定性为负极侧长期迭代方向。

  痛点:锂枝晶构成产品应用的主要瓶颈。锂金属的高活性和其表面SEI的锂离子扩散能垒较高会促进锂枝晶的形成,锂金属的不均匀沉积和枝晶生长会引发锂的体积膨胀、死锂产生、SEI破裂、极化电压增大、电池短路等问题,构成当前主要瓶颈,人工SEI膜、改性集流体、引入固态电解质是主要的改善锂枝晶的手段。

  市场:国内外企业逐步应用,30年固态电池用锂金属出货有望达7700吨。当前大多数企业仍采用更为成熟的硅碳负极,海外日产、LG、SK On、Solid Power、Factorial Energy,国内宁德时代、清陶能源等逐步应用锂金属负极方案,今年初全球首款锂金属负极全固态电池上车(奔驰)路测。当前锂金属负极出货较少,我们假设2030年全固态电池出货180GWh,锂金属负极渗透率20%,采用双面20um锂箔,测算锂金属用量约7700吨,市场近百亿元。

  工艺:压延法率先实现规模化落地,长期看关注蒸发镀、液相法。我们认为压延法率先实现规模化落地,但机械加工对于制备20um以下超薄锂带有所限制。长期看,5-6um是更为理想的锂层厚度,锂带过厚会导致锂的冗余,带来重量冗余,不利于能量密度的提升,也推高了成本。一方面,压延法仍有将锂带持续做薄的可能性,另一方面液相法、气相沉积法是潜在发展的方向,这两种工艺均可制备超薄锂带,但是离规模化量产仍有较大距离,气相沉积法在提升沉积速率、液相法在提高均匀性&提升铜锂浸润性上仍有较大迭代空间。

  格局:锂企、负极厂、箔材厂多方参与,积极布局分工艺的领先企业。锂企如赣锋锂业、天齐锂业、天铁科技等,背靠丰富的锂资源和金属锂产能布局,在原材料金属锂锭的制备上具备成本、质量优势;负极厂如璞泰来、道氏技术、贝特瑞等同时在硅碳负极、锂金属负极上形成布局;箔材厂如中一科技、英联股份等也涉足锂金属负极。按工艺划分,天铁科技、赣锋锂业在压延法上领先,英联股份在蒸发镀上领先,道氏技术、中一科技等在液相法上领先。

  投资建议

  锂金属负极构成固态电池负极侧长期发展路线,我们认为压延法率先实现规模化落地,长期看液相法、气相沉积法是潜在发展的方向。建议积极布局各个工艺的领先企业。

  风险提示

  产业化不及预期、路线迭代风险。


国金证券 姚遥
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