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东方新材料 | 固态电池近期行情与投资逻辑解读
Bobo
超短低吸的散户
2024-09-04 12:26:38 上海市
会议要点
1、固态电池市场动态
固态电池市场近期受到广泛关注,尤其是鹏辉计划在8月28日举行的固态电池技术发布会引发了市场的热议。尽管鹏辉表示固态电池在一年内不会量产,但市场对该主题的热情依然高涨。相比于前几年炒作的钠电池和复合集流体,固态电池因其技术路线和国际企业的参与而被认为具有更大的发展潜力。
固态电池的应用场景逐渐拓展,除了动力电池领域,还包括消费电子、无人机、AI机器人等领域。鹏辉在消费电子领域的布局,尤其是在航模和无人机领域的应用,显示出固态电池在消费市场的潜力。
2、技术路线与材料发展
固态电池的技术路线主要分为氧化物和硫化物。氧化物固态电池因其较快的产业化速度而受到关注,而硫化物则因其高离子电导率和能量密度成为长期竞争的焦点。硫化物的主要挑战在于材料成本,尤其是硫化锂的高昂价格。
在材料端,企业如璞泰来和龙蟠科技积极布局固态电解质的研发和生产。氧化物电解质的研发已经取得一定进展,部分企业已经建成中试产线并开始送样测试。硫化物电解质的开发则面临更高的技术和成本挑战。
3、投资策略与市场机会
投资固态电池的策略可以从技术路线的变化和市场空间的扩展两个维度考虑。氧化物固态电解质因其较低的成本占比和较快的产业化进程,可能在短期内提供投资机会。硫化物固态电解质则因其在电池中承担更多功能而具备更大的市场潜力。
细分领域如导电剂、隔膜、铝塑膜等材料在固态电池的应用中需求大幅增长。企业如天赐材料和恩捷股份在这些领域的布局可能迎来新的发展机遇。此外,设备端的创新和订单增长也为相关企业提供了新的投资机会。
4、国际市场与技术进展
海外市场中,初创企业和传统电池厂商在固态电池技术上取得了显著进展。例如,美国的Factorial公司向奔驰和宝马交付了锂金属固态电池样品,三星和QuantumScape也在积极推进产品测试和客户合作。
国内企业如国轩高科和上汽等在全固态电池的研发上也取得了重要进展,部分企业已经完成车规级全固态电池的制备和基础性能验证。国家的研发支持和企业的技术投入为固态电池的未来发展提供了坚实的基础。


会议实录
1、固态电池投资热潮解析
我们进行了相关研究,涵盖固态电池的宏观政策、技术路线等方面,尤其是我们长期看好的硫化物路线。近期,资本市场对固态电池的关注度再次提升。今天的电话会议由我和我的同事杨一农主讲,我负责新能源和新材料的分析。会议分为四部分:首先是鹏辉事件及固态电池的近期变化;其次是固态电池的技术路线;最后是我们的投资思路。杨一农会在后面补充。
固态电池的热度源于鹏辉的事件。上周三,鹏辉宣布将在8月28日召开固态电池技术发布会,使用了“重大突破”等吸引眼球的字眼。对此,我的理解是,虽然之前已有多家电池公司发布固态电池相关信息,如国轩高科在5月17日发布全固态锂硫电池,其股价连续三天上涨20%。此外,上周四,天赐也发布了新产品和技术,提到固态电池的应用。
固态电池的追捧让我联想到前两年的储能和智能电网热潮,当时这些板块也非常火热,许多上市公司陆续发布相关信息,股价也有所表现。鹏辉在周四回应称,固态电池在一年内不会量产,产业化的时间较长。然而,市场仍乐于炒作这一板块,显示出对该主题的看好。从短期来看,这可能是一个主题投资,但与前两年的钠电池和复合集流体等主题有本质区别。当年这些领域也出现了多倍牛股,但最终落地情况不佳,且海外企业对钠电池和复合集流体的投入不多。
相比之下,固态电池的情况不同。海外的丰田、松下、LG、三星,以及美国的Solid Power和QuantumScape等公司都在布局固态电池。国内企业也在积极布局这一领域。因此,即使将其视为一个主题投资,其演绎时间可能较长,潜在高度也较大。按照宁德时代的时间节奏,预计25至26年会有样品落地。
对于鹏辉,值得注意的是,固态电池的应用可能不仅限于动力领域,更可能在消费领域。今年三月,vivo推出了应用固态电池的可折叠屏手机。宁德时代也表示在固态电池前沿领域已深耕多年。
2、固态电池应用与市场动态
率先发布的固态电池,可能最先应用于航模和无人机等航空领域。宁德时代在其周报中也提到,正在积极布局固态和半固态电池,未来可能优先应用于中高端消费领域,如电子烟和雾化器等。亿纬锂能在其半年报中也提到,下游应用场景包括低空飞行器、无人机和AI机器人等消费领域。目前,这些领域仍处于测试和验证阶段。因此,固态电池最先应用的场景可能还是在消费领域。这与此前炒作的上汽、青拓、国轩和赣锋等公司在动力领域的布局有所不同。
对于鹏辉来说,其经营重心正在向动力和消费领域转移。去年,其消费电子业务已达到接近30亿的规模。鹏辉旗下的子公司十八科技在航模领域表现出色,因此公司尝试布局固态电池也是合适的。今年7月,鹏辉发布了年产1000瓦时的半固态电池项目,计划于明年5月开始建设,2025年投产。鹏辉从消费领域布局固态电池是可以理解的。
从去年底到今年初,固态电池领域发生了许多变化,包括工信部的补贴和新车型发布等。近期变化主要集中在上市公司的表述上。今年以来,固态和半固态电池的可跟踪数据变得明朗,第三方机构开始统计半固态电池的出货量。上半年出货量达到2.1GWh,7月份单月为0.5GWh,1到7月份总计2.7GWh,这标志着从0到1甚至1到10的突破。
在供货的公司中,如青拓和蔚来等公司表现突出。近期中报期,许多上市公司在固态电池方面做出布局和表述。除了宁德时代和亿纬锂能,龙蟠科技在固态电池中与宁德时代等四十余家电池厂和整车厂建立合作关系,正极材料也在下游应用中出货量增长。璞泰来在公告中提到积极布局氧化物固态电解质研发,建成200吨中试产线,并在中报中表述了材料性能和导电率的进展。杉杉股份和三峡新材等公司也在固态电池领域取得进展。
宁德时代在固态电解质原材料方面走在前列,公告中提到原材料销量的提升。天赐材料在8月22日的材料创新发展论坛中介绍了硫化物电解质和相关原材料的低成本布局和技术路线。恩捷股份与中南大学合作开发固态电池相关膜材料和电解质材料。天赐和恩捷分别在电解液和隔膜领域布局,若未来固态电池大规模发展,将对其产生影响。
在技术路线上,短期内产业化速度更快的可能是氧化物,无论在半固态还是固态领域。长期来看,硫化物因其导电性和能量密度成为国内外竞争的重点方向。固态电池的材料体系复杂,包括氧化物、硫化物和PEO等聚合物,材料多样化。
3、固态电池技术路线探讨
每家公司在开发固态电池时,都需要经历产品定型的阶段,即确定要研发的产品类型。接下来是产品放大的过程,也就是产品化的阶段。最终,无论是为了实现规模优势还是进行技术更新迭代以降低成本,都会经历将产品商品化的过程。整个过程通常需要三到四年的时间。
从技术路线来看,固态电池与传统锂离子电池在本质上没有太大区别,都是不同元素的组合。除去成本因素,固态电池的研究方向与过去对三元材料、锰酸锂、钴酸锂的研究类似,都是在元素组合中寻求结构稳定性、能量密度和导电性之间的平衡。目前,各种技术路线难以在短期内分出主流,各有侧重和优化的选择。
例如,在氧化物路线中,早期的钙钛矿型LLZO存在界面导电率低的问题,尽管其室温导电性尚可,但与电极接触时电导率显著降低。常见的LLTO具有较高的离子电导率,使用锂和钛等相对不昂贵的金属元素,成本较为合理。然而,钛元素容易被还原,导致电压窗口较小,类似于三元材料中钴元素的还原性问题,影响安全性。为此,有人尝试使用LGPS,但其含有昂贵的金属锗,成本较高。目前,氧化物方向上普遍选择Li6.6La3Zr1.6Ta0.4O12(LLZTO)工艺路线,其电导率尚可,但未掺杂元素的LLZO在结构稳定性上稍显不足。
近年来的研发方向与三元材料的研究类似,重点在于掺杂元素的选择和比例。以鹏辉为例,其专利显示在LLZO中掺杂铝、镍、钾等元素。具体掺杂哪种元素、比例如何影响性能,是各家公司在这条路线上的研究重点和差异化来源。
4、硫化物电解质投资前景
第二,关于硫化物。硫化物的性能优势在于其离子电导率较高,界面电阻小,但其电化学稳定性较差,容易与锂金属发生反应,并在潮湿空气中产生硫化氢气体。这导致其生产成本较高,尤其是大规模生产时。目前,硫化物的核心问题在于原材料的降本。
我们研究发现,硫化物有多种结构状态,如类似于磷酸铁锂结构的超离子导体、thio-LISICON,以及三元的AIGPS结构。这些结构都需要关键原材料,尤其是硫化锂。目前硫化锂的成本非常高,销售价格大约为三四千元每公斤。因此,降低硫化锂的成本是关键。
相比氧化物,硫化物的工艺路线和产品结构尚未成熟,时间周期较长。但无论选择哪条工艺路线,硫化锂的降本是发展的关键。如果硫化物技术取得突破,硫化锂的技术和产量也会有显著提升。这类似于12、13年的六氟磷酸锂,其价格从几百万降至几十万,甚至更低,推动了锂电池成本的下降。
聚合物电解质目前并非主流,其安全性好,但电导率低,可能与硫化物或氧化物复合使用,但单独应用前景不明。头部企业正在研发,但工艺路线尚未成熟。
卤化物最近受到关注,因其能克服氧化物导电性差的问题,同时具备硫化物的高能量密度和宽电化学窗口。然而,目前技术条件下,卤化物与锂金属不兼容,需要锂锡合金作为负极,增加了成本。此外,固态电解质需添加硫化物作为缓冲层,降低了能量密度,且厚度较大,影响产业化进程。
在技术方向上,需关注氧化物和硫化物的技术进展,可能带来爆发机会。宁德、比亚迪、国轩等公司在硫化物方向的研发值得关注。
投资思路上,若将其视为主题投资,选择与主题相关的方向即可。首先,无论氧化物还是硫化物,固态电解质是变化最大的环节。氧化物固态电解质成本占比低,仅3%-4%,但从主题投资角度看,固态电解质变化最大。上游如氧化锆公司可能受益,但市场空间有限。
若从液态锂电池转向半固态或纯固态电池,三元材料是变量最大的一环。目前磷酸铁锂路线普遍,但若转向固态电池,三元材料可能重新受到重视。
第二个方向是硫化物。硫化物电解质在硫化物电池中的用量和价值量将显著提升,可能承担类似正极材料的角色。硫化物固态电解质兼具氧化物固态电解质和三元材料的逻辑,是市场空间较大的环节。
从上游延伸,氧化物方向可能涉及氧化锆,但其市场空间有限。而硫化物方向,硫化物电解质的用量和价值量仅次于正极材料,超过电解液、隔膜等。硫化锂的用量和价值量将迎来爆发,即使价格下降,其市场空间仍然可观。
从长期看,硫化物固态电解质和硫化锂方向具备最大变量和市场空间,技术壁垒高,类似于六氟磷酸锂的历史经验,可能带来重大投资机会。
5、固态电池技术与市场动态
第三个方面,可能涉及一些较为细分的环节,包括一些原有的锂电公司,如天赐、恩捷等公司,他们肯定需要进行全面的转型。如果这一方向明确,这些公司可能会迎来发展的第二春,而且这些公司在转型方面相对较快。
此外,在一些细分领域,如导电剂、单极膜、隔膜,以及铝塑膜等方向,可能与最终的氧化物、半固态、全固态氧化物和硫化物的技术路线关系不大。但只要朝着半固态和固态方向发展,导电剂、隔膜等材料的需求量将大幅增长。在行业内,也有一些公司在进行相应的布局,整体上是这样的投资思路。
总结来说,氧化物领域最大的变量是氧化锆,这实际上是变化较大的方向。而在硫化物领域,硫化锂显示出较大的发展潜力。剩下的就是一些细分的导电剂、铝塑膜等材料企业。
以上是我的汇报。接下来由我的同事杨雨龙为大家介绍海外固态电池的一些变化。
各位同事下午好,我将更新最近两个月固态电池的一些变化,主要分为三个方面。首先是电池领域,特别是车规级产品的技术进展。在海外,自六月以来,许多初创企业和老牌电池厂商在产品和送样验证方面取得了进展。
从六月开始,美国一家固态电池初创企业Factorial向奔驰提供了锂金属固态电池的B样。七月,同样的样品交付给宝马。七月底,三星在电池日活动中表示已向客户交付首批产品,并进行六个月的测试。美国公司QuantumScape在二季度财报中显示其固态电池产品收到积极反馈,并已向潜在客户发货,与SK的合作取得重要进展。
在国内,鹏辉发布新产品和技术预告,国轩在五月发布晶硅电池后,近期表示已完成车规级全固态电池的制备和基础性能验证。上汽的全固态电池项目已进入500天投产倒计时,并将研发业务并入集团创新研究开发总院,固态电池项目被设为高优先级。吉利CEO在年中大会上公布其全固态电池研发进度,自研电池达到400瓦时/千克的能量密度,完成20安时电芯制备。上汽和吉利均在国家60亿研发支持名单中。
四月底,中科院青岛过程所崔光磊团队在Nature上发表全固态锂电池新突破,受到广泛关注。崔光磊旗下公司中科深蓝汇泽专注于固态电池。
第二个方面是固态电池应用场景的拓展。蜂巢能源去年实现半固态电池交付,今年稳定装车,产品矩阵包括动力电芯、小动力和储能电芯,后两者实现批量供货。六月初,其固态电池用于浙江龙泉储能电站项目并成功送电。东驰能源五月宣布三款聚合物半固态电芯量产下线,订单来自电动船舶和储能项目。
从上半年融资情况看,固态电池行业的融资企业不仅聚焦动力领域。高能时代产品用于消费3C,拓普科技专注小动力产品,汉能新能则做储能产品。海外方面,美国固态电池组件厂商nNatro获得美国空军两项合同,将为空军提供固态锂金属电池,改善低温操作性、形状改变能力,提高战术电子设备和定向能武器的耐用性。从军用到民用是可行性很高的路径。
第三个方面是材料和设备端的进展。材料端,除了当升科技、贝特瑞、福泰克在中报中提到的固态电解质和正极材料进展外,上海时代新材在周报中也提到其固态电解质材料下游客户的送样情况。
6、固态电池市场展望
目前来看,固态电池的相关企业已经覆盖了多个领域,包括天津力神、蔚来清陶、重庆泰岚新能源以及恩捷股份等。这些公司在春节后已发布了试产成功的公告,主要采用氧化物电解质路线。其产品的亮点在于高纯度,已达到量产级别,电导率和孔隙率也符合预设值。因此,氧化物电解质具备快速规模化生产的条件。
在供给端的变化之外,需求方面除了能量密度要求持续升级,近期韩国电动汽车火灾事件也让安全问题再次引起关注。因此,固态电池未来发展的确定性非常高。今年1到7月,半固态电池已经装车2.7GWh,其在总装车量中的渗透率已超过1%,符合我们之前报告中的预期。
全固态电池目前处于研发投入加速阶段。根据宁德时代的时间表,若计划在2027年实现量产,留给产业链各环节的时间仅剩三年,包括材料供应、产线搭建、量产测试和良率验证。因此,在材料和设备端,我们将持续看到积极变化。今年,先导智能、纳科诺尔和青一纳科的固态电池设备已获得订单,利元亨实现了美国首条固态电池前段设备的出货。先惠技术与清陶能源、海目星和清洁能源分别达成了合作,开启固态电池专用设备的联合研发。
总体来看,固态电池的发展路径可以按落地和兑现时间排序:首先是氧化物电解质及其上游的金属氧化锆,然后是硫化物电解质及其上游的硫化锂。若走硫化物全固态电池路线,可能会采用干法工艺,涉及的设备包括辊压机、纤维化设备、自支撑膜制造设备等,以及新型黏结剂如PTFE。


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