【研报】半固态电池应运而生，抢占下一代锂电技术制高点---光大证券.pdf

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2023 年 2 月 5 日 行业研究 半固态电池应运而生，抢占下一代锂电技术制高点 ——动力电池新技术展望系列报告六 电力设备新能源 全固态电池规模化量产尚需 5-10 年，半固态成过渡期优选。出于对高能量密度 和高安全性电池的追求，各国企业进入军备竞赛阶段，加注研发固态电池。但 全固态电池还有离子电导率低导致性能变差、成本高昂等缺点有待解决，而半 固态电池由于高安全性、长寿命与良好的经济性，成为液态电池向全固态电池 过渡的产品。2022~2023 年会有一批领先的半固态电池企业逐渐发布车规级电 池，2022 年蔚来发布 ET7、东风发布 E70、岚图发布追风等搭载半固态电池的 车型，预计半固态电池的商业化转折点会在 2024~2025 年，2030 年全固态电 池实现商业化应用。固态电池将优先从高端应用市场开始商业化，例如无人 机、医用等领域，逐步向动力及消费电池领域扩展。 半固态对产业链冲击有限，固态电解质成膜是关键。固态电池通常采用软包+叠 片封装工艺，中后道工序变化大，不需注液化成。作为过渡阶段的半固态电池 供应链与现有供应链的重合度很高，隔膜通过复合固态电解质涂层增加了价值 量，电解液添加剂对于原位固态化合成复合固态电解质，固态电解质成膜工艺 成为关键。半固态推动新型添加剂、复合涂层隔膜、凝胶态电解质、高性能正 负极等关键材料体系的创新。 制造成本显著降低，降本须应用锂金属负极。2020 年在固态电池成本构成中， 固态电池正极浆料混有部分电解质，成本约 60＄/kWh，较液态锂离子电池正 极提高了约 50%；未来采用锂金属负极可以降本 30%至 60%左右，否则固态 电池经济性不具竞争力；固态电池隔膜成本略高于液态锂离子电池；装配与测 试成本显著降低。半固态降本亟需规模效应，我们认为 50GWh 是半固态与液 态锂电池规模效应的临界点。 氧化物体系进展最快，或叠加聚合物改善界面柔性，硫化物体系远期技术空间 高。固态锂电池的研发路线有聚合物、氧化物和硫化物电解质三种。目前氧化 物体系的步调最快，硫化物体系紧随其后，高能聚合物体系还处于实验室研发 阶段。清陶能源现有技术路线是氧化物体系，未来研发聚焦于聚合物与硫化物 体系，2020 年已经建成了全国首条固态动力电池规模化生产线；卫蓝新能源专 注于无机氧化物与聚合物固态电解质的研发，有三十年的技术积累优势，厚积 薄发；赣锋锂电走氧化物厚膜路线，与孚能科技均已经建成了中试生产线；蜂 巢能源的半固态果冻电池已经投产；相较于研发半固态电池，宁德时代偏向于 硫化物电解质的开发，同时专注于通过电池结构改性提高性能。 投资建议：半固态路线对于现有液态锂离子电池体系更迭小，被视作全固态的 过渡路线。卫蓝、清陶等一级市场固态电池企业和孚能科技、国轩高科、蜂巢 能源等动力企业路线选择有差异，预计 2023 年陆续看到车端应用。 半固态电池增加了固态电解质涂层、原位固态化锂盐等材料，建议关注例如锂 镧锆氧（LLZO）、磷酸钛铝锂（LATP）、硫化物固态电解质、新型锂盐等增 量材料供应链及其供应商。 建议关注：宁德时代、孚能科技、当升科技、华盛锂电、上海洗霸、东方锆 业、三祥新材、瑞泰新材等。 风险分析：政策变化影响行业发展的风险；原材料价格大幅波动的风险；钠离 子电池加剧市场竞争的风险；新能源车销量低于预期的风险。 买入（维持） 作者 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 010-58452063 yinzs@ebscn.com 分析师：陈无忌 执业证书编号：S0930522070001 021-52523693 chenwuji@ebscn.com 联系人：吕昊 021-52523817 lvhao@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 - 3 7 % - 2 5 % - 1 4 % - 2 % 10% 1 2 /2 1 0 4 /2 2 0 7 /2 2 0 9 /2 2 电力设备新能源 沪深 300 资料来源：Wind 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源 投资聚焦 由于对更高能量密度和更高安全性电池的追求，各国都在加紧固态电池的研 发，以期抢占技术制高点。虽然目前要实现全固态锂离子电池产业化尚需时 间，但是半固态电池的研发已经取得一定进展，量产装车指日可待。 我们通过本篇报告全面梳理固态电池的技术、研发进展情况，希望可以给投资 者建立相对完整的分析问题的框架。 我们的创新之处 （1） 全面梳理了固态电池全产业链发展情况以及各部分组件的研发进展； （2） 深度分析了半固态制造工艺的变化与技术关键，与由此带来的关键材料 创新投资机会； （3） 进行了固态电池成本分析以及未来降本预测； （4） 梳理了国内电池企业的固态电池规划布局进展。 股价上涨的催化因素 1、 固态电池量产、装车进展超预期； 2、 锂价回落，高端锂离子电池经济性凸显； 3、 固态电解质大规模制备技术取得突破。 投资观点 半固态路线对于现有液态锂离子电池体系更迭小，被视作全固态的过渡路线。 卫蓝、清陶等一级市场固态电池企业和孚能科技、国轩高科、蜂巢能源等动力 企业路线选择有差异，预计 2023 年陆续看到车端应用。 半固态电池增加了固态电解质涂层、原位固态化锂盐等材料，建议关注例如锂 镧锆氧（LLZO）、磷酸钛铝锂（LATP）、硫化物固态电解质、新型锂盐等增 量材料供应链及其供应商。 建议关注：宁德时代、孚能科技、当升科技、华盛锂电、上海洗霸、东方锆 业、三祥新材、瑞泰新材等。 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电力设备新能源 目 录 1、 技术革新无休止，攻坚固态电池是关键 . 6 1.1、 固态电池有望成为下一代高性能锂离子电池 6 1.2、 电解质和界面双管齐下，构建高性能固态电池 7 1.3、 政府扶持、企业角逐，固态电池商业化提速 8 2、 全固态商用尚早，半固态可期 11 2.1、 全固态工艺尚不成熟，半固态成为过渡路线 11 2.2、 半固态对产业链冲击有限，固态电解质成膜是关键 . 13 2.2.1、 软包+叠片封装工艺，中后道工序变化大 . 13 2.2.2、 固态电解质成膜工艺是关键 . 14 2.2.3、 半固态推动关键材料体系创新 . 14 2.3、 固态电池降本任重道远 . 18 2.3.1、 制造成本显著降低，降本须应用锂金属负极 . 18 2.3.2、 半固态降本亟需规模效应 . 20 3、 半固态装车在即，从 0到 1 快速成长 . 20 3.1、 半固态电池产业化提速 . 20 3.2、 新老厂商突围固态技术制高点 20 3.2.1、 清陶能源：规模化量产实现，领跑固态电池行业新格局 . 21 3.2.2、 卫蓝新能源：三十年积累，助力固态电池技术革新 23 3.2.3、 赣锋锂业：押注固态技术，锂矿巨头固态技术领先 25 3.2.4、 宁德时代：坚持全固态本源，专注硫化物路线 26 3.2.5、 国轩高科：三元半固态量产可期，产业链拓展逐步升级 . 27 3.2.6、 孚能科技：软包龙头引领高端技术，SPS揭开新篇章 . 28 3.2.7、 蜂巢能源：果冻半固态电池发力 29 4、 风险提示 . 30 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 电力设备新能源 图目录 图1：锂电池简要发展历程 . 6 图2：液态锂离子电池与固态电池性能对比 . 6 图3：液态——半固态——准固态——全固态电池的发展路径 . 7 图4：中国固态电池发展目标和产业技术规划 8 图5：固态电池发展技术路线 . 12 图6：液态锂离子电池与固态电池工艺路线对比 13 图7：清陶能源正负极极片生产工艺流程 . 14 图8：清陶能源固态锂电池生产工艺流程 . 14 图9：卫蓝原位固态化技术 . 15 图10：四种电池结构示意图 . 18 图11：年产能6GWh时电芯生产总成本 . 19 图12：生产设备所需投资 . 19 图13：不同电池的电芯加工步骤的材料、加工成本对比 . 19 图14：各类电池成本拆分情况 . 20 图15：固态电池迭代过程中的材料变化 . 20 图16：清陶能源发展历程 . 21 图17：清陶能源组织架构（截止到2022年12月30日） 21 图18：清陶能源技术优势 . 22 图19：清陶能源产品介绍 . 22 图20：卫蓝新能源发展历程 . 23 图21：卫蓝新能源核心技术 . 24 图22：卫蓝新能源锂离子电池能量密度开发进程 25 图23：赣锋锂业发展历程 . 25 图24：赣锋锂业固态电池布局 . 26 图25：国轩高科固态电池技术路线图. 27 图26：国轩高科固态电池总体目标 27 图27：孚能科技大软包电芯发展规划. 28 图28：蜂巢能源发展历程 . 29 图29：蜂巢能源NMX无钴正极材料核心技术 . 29 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 电力设备新能源 表目录 表1：三大固态电解质体系及特点 7 表2：主要国家固态电池研究目标 8 表3：海外公司固态电池研究进展 9 表4：国内企业布局 10 表5：国内车企布局 11 表6：半固态电池与固态电池对比 12 表7：国内企业电解质添加剂研发进展 . 15 表8：国内企业凝胶电解质研发进展 16 表9：国内企业隔膜研究进展 . 16 表10：国内厂家预锂化技术专利申请情况 . 17 表11：国内厂家正极修饰技术专利申请情况 17 表12：电池能量密度、生产成本对比. 18 表13：混合固态电池实现规模效应后成本预测 20 表14：清陶能源产业化发展历程 23 表15：卫蓝新能源历史融资信息 24 表16：卫蓝新能源产业链布局 . 25 表17：赣锋锂电固态电池产业化进展. 26 表18：孚能科技固态电池产业化进展. 28 表19：蜂巢能源产品及技术优势 29 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 电力设备新能源 1、 技术革新无休止，攻坚固态电池是关键 1.1、 固态电池有望成为下一代高性能锂离子电池 锂离子在正负电极间可逆嵌入是锂离子电池的电化学基础，其发展实际上是基 于上世纪 70年后一系列的创新理念和关键发现。 图 1：锂电池简要发展历程 资料来源：《From solid-solution electrodes and the rocking-chair concept to today’s batteries》, Heng Zhang 固态电池和液态锂电池最大的不同在于，固态电池中固态电解质替代了原本的 液态电解质和隔膜。固态电池潜力巨大，有望明显提升电池的安全性、单体能 量密度（＞350 Wh/kg）和寿命（＞5000 次），因此，固态电池成为全球相关 企业的重点布局方向。 图 2：液态锂离子电池与固态电池性能对比 资料来源：《全固态锂电池技术的研究现状与展望》，许晓雄等 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 电力设备新能源 固态电池的技术发展采用逐步转化策略，液态电解质含量逐步下降，全固态电 池是最终形态。依据电解质分类，锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固 态四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。 图 3：液态——半固态——准固态——全固态电池的发展路径 资料来源：《全固态锂电池技术的研究现状与展望》，许晓雄等 1.2、 电解质和界面双管齐下，构建高性能固态电池 （1）构建高性能固态电解质，固态电解质和液态电解质的核心要求一致 固态电解质作为固态电池的核心部件，在很大程度上决定了固态电池的各项性 能参数。固态电池距离高性能锂离子电池系统仍有差距，聚合物、氧化物、硫 化物三类固态电解质的性能参数各有优劣。 表 1：三大固态电解质体系及特点 固态电解质类型 主要研究体系 离子电导率 优点 缺点 研究方向 聚合物固态电解质 PEO 固态聚合物体系 室温： 10-7-10-5S/cm； 65-78℃： 10-4S/cm 灵活性好 易大规模制备薄膜 剪切模量低 不与锂金属反应 离子电导率低 氧化电压低 （100GWh 成本预测 （混合固态：NCM811电池） 1.7：1 1.0：1 0.7：1 资料来源：光大证券研究所预测，根据液态锂离子电池成本和装机量规模预测 3、 半固态装车在即，从 0 到 1 快速成长 3.1、 半固态电池产业化提速 高安全性、长寿命与良好的经济性更适合现在的规模化应用。在积极推进全固 态电池研发的进程中，半固态电池是一个很好的迭代产品。随着各正负极厂商 与电池厂商纷纷加大研发力度，半固态电池量产装车已经提上日程；我们应持 续关注企业与科研单位的创新技术成果的发布、并持续关注龙头公司如卫蓝、 清陶、宁德、蜂巢、孚能等半固态锂电产品的进展。 3.2、 新老厂商突围固态技术制高点 半固态路线对于现有液态锂离子电池体系更迭小，被视作全固态的过渡路线。 氧化物体系进展最快，或叠加聚合物改善界面柔性，硫化物体系远期技术空间 高。卫蓝、清陶等一级市场固态电池企业和孚能科技、国轩高科、蜂巢能源等 动力企业路线选择有差异，预计 2023 年陆续看到车端应用，能量密度会有显 著提升，但充电问题需要解决。 半固态电池仍需隔膜、电解液，此外增加了固态电解质涂层、原位固态化锂盐 等材料，例如锂镧锆氧（LLZO）、磷酸钛铝锂（LATP）、硫化物固态电解 质、新型锂盐等增量材料供应链，例如上游的锆等小金属供应商东方锆业、三 祥新材等，以及原位固态化锂盐供应商瑞泰新材等。 建议关注：宁德时代、孚能科技、当升科技、华盛锂电、上海洗霸、东方锆 业、三祥新材、瑞泰新材等。 敬请参阅最后一页特别声明 -21- 证券研究报告 电力设备新能源 3.2.1、清陶能源：规模化量产实现，领跑固态电池行业新格局 清陶（昆山）能源发展股份有限公司是清华大学南策文院士团队领衔创办的高 新技术企业，是国内固态锂电池产业化的领跑者，建有国内首条固态锂电池生 产线，实现了由 0.1GWh 到 1GWh 的产能升级，构建了完备的自主知识产权体 系。2018 年，清陶在 3C 数码领域实现了固态电池的第一代电池的量产；2020 年，清陶与合作伙伴共同公开披露了可行驶固态电池的样车。 图 16：清陶能源发展历程 资料来源：清陶能源官方网站 清陶能源下设固态锂电池、固态锂电池相关材料、相关设备和电池回收利用四 个板块，覆盖产业链中下游，通过核心材料和设备创新来共同支撑固态锂电池 整个产业创新的发展。 清陶与多家主流车企建立了长期合作关系，2020 年 8 月完成 E++轮融资， 2021 年完成 F++轮融资，估值突破百亿规模，投资方主要包括上汽集团、北汽 产投、广汽资本、中银投、峰瑞资本等。 图 17：清陶能源组织架构（截止到 2022年 12月 30 日） 资料来源：清陶能源官方网站 敬请参阅最后一页特别声明 -22- 证券研究报告 电力设备新能源 图 18：清陶能源技术优势 资料来源：清陶能源官方网站 清陶能源的发明专利覆盖了正负极、电解液、隔膜、粘接剂、封装工艺等。通 过从正极、负极和固态电解质相关的创新，减少电解液中易燃易爆的添加剂； 而为了完全解决固态和固体之间相接触的界面不够完美的问题，仍添加一定的 液体，即半固态路线。 从电解质的角度来说，主要是以氧化物为主，添加了聚合物形成了复合电解 质，再加上浸润液体，形成一种半固态电池的体系，实现 300+Wh/kg、批量实 现规模化量产的一代技术。 图 19：清陶能源产品介绍 资料来源：清陶能源官方网站 实现 0.1GWh 到 10 GWh 产能升级。2022 年 2 月 26 日，总投资 50 亿元的清 陶新能源固态锂电池产业化项目在昆山开发区破土动工，此次开工的固态锂电 池产业化项目将达到 10 GWh 年装机量，达产后预计新增年产值 100 亿元。 除了与上汽等车企合作关系密切，清陶还积极建立固态电池材料产业链。2022 年 7 月 17 日，清陶与当升科技签署战略合作协议，双方将在固态锂电正极材 料产品供货、固态及半固态电池技术开发、市场资源、产能布局等方面建立战 略合作伙伴关系。2022-2025 年期间，清陶能源承诺向当升科技采购 3 万吨固 态锂电正极材料。 敬请参阅最后一页特别声明 -23- 证券研究报告 电力设备新能源 表 14：清陶能源产业化发展历程 时间 产业化进程 2021 年 董事长冯玉川入选《财富》中国40位 40 岁以下的商业精英； 在国际顶级学术期刊《Nature Reviews Materials》上合作发表论文阐述固态锂电池量产核心技术； QT-360 高能量密度固态动力电池通过国家强检认证； 完成股份改制； 完成F轮融资，本轮融资标志着企业估值迈上百亿新台阶 2020 年 昆山总部固态电池产业化项目二期主体建设完成。 7 月，宜春清陶固态动力电池规模化量产线正式投产。 国内首台搭载清陶固态动力锂电池的新能源样车在北汽成功下线试行。 搭载清陶固态电池系统的哪吒 U纯电动样车下线。 与合众达成战略合作，强强联合打造高品质安全出行。 2019 年 清陶昆山总部固态锂电池二期项目开工建设，包括 3 座0.2GWh 的固态锂电池生产厂房和一座清陶研究院。 宜春清陶年产 10GWh固态锂电池项目开工建设，分两期建设。 江苏清荷凹土新材料高值化利用项目全面投产。 江苏新鑫辉自动化高端设备项目全面投产。 清陶发布四类固态锂电池新产品。 2018 年 11 月清陶国内首条固态电池产线正式投产，产能规模为 0.1GWh。 清源新材固态电解质材料产业化基地投产。 宜春清陶能源项目正式投产。 贵州北新项目开工建设。 2017 年 10 月清陶能源二期项目正式投产。 北汽新能源与清陶合作，启动固态电池及整车搭载匹配技术研究。 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 3.2.2、卫蓝新能源：三十年积累，助力固态电池技术革新 卫蓝新能源成立于 2016 年，是一家专注于全固态锂电池研发与生产的企业， 是中国科学院物理研究所清洁能源实验室固态电池技术的唯一产业化平台。由 中国工程院院士陈立泉、中科院物理所研究员李泓、原北汽新能源总工俞会根 共同发起创办。卫蓝虽然成立较晚，但是早在上世纪九十年代就开始进行固态 电池的研发，具有较为深厚的技术积累。 图 20：卫蓝新能源发展历程 资料来源：卫蓝新能源官网 敬请参阅最后一页特别声明 -24- 证券研究报告 电力设备新能源 获头部车厂、产业资本投资。2018 年，卫蓝新能源完成 A 轮数亿元人民币的 融资，投资方包括三峡资本、中科院创投等多家基金，还成立了江苏卫蓝新能 源电池有限公司、北京卫国创芯科技有限公司、溧阳先导固态电池材料有限公 司等三家子公司。随后，还与天齐锂业合资成立天齐卫蓝固锂新材料（深圳） 有限公司，从事预锂化负极材料与回收、金属锂负极及锂基合金（复合）负极 材料、预锂化试剂（原材料）、预锂化制造设备等相关业务。IT 桔子数据显 示，截止 2022 年 12 月，卫蓝新能源共完成了八轮融资，老股东蔚来资本、 IDG 资本继续加注。 表 15：卫蓝新能源历史融资信息 融资时间 融资轮次 融资金额 投资方 2017-7-5 天使轮 数千万人民币 腾业创投,武岳峰资本,海博思创 2017-11-15 天使轮 - 中科院物理研究所 2018-6-11 A轮 数亿人民币 三峡资本,蔚来资本,中科院创投,陆石投资(清研陆石),天齐锂业 2021-2-26 A+轮 数亿人民币 华融瑞泽,三峡资本,海松资本,复奇投资 2021-7-19 B轮 数亿人民币 IDG资本,蔚来资本 2021-11-26 战略投资 5 亿 IDG资本,顺为资本,小米集团,华为,蔚来资本,允泰资本 2022-3-28 战略投资 数亿人民币 众擎基金,北京高端制造业基地,顺为资本,哈勃投资(华为旗下),小米长江产业基金,吉利控股 2022-11-4 D轮 15 亿 湖州经开,淄博景能,招商局资本,中国诚通,云和资本,中信建投资本,德屹资本,和暄资本Hermitage Capital,隐山资本, 国投创益 资料来源：IT 桔子，截至 2022 年 12 月 卫蓝新能源掌握了原位固态化技术、复合金属锂技术和离子导电膜技术等一系 列固态电池制造的核心技术，处于行业领先地位。2022 年 11 月 22 日，卫蓝 湖州基地第一颗固态动力电芯正式下线。 图 21：卫蓝新能源核心技术 资料来源：《固态电池的开发现状及应用思考》，卫蓝新能源，徐航宇，2020 卫蓝新能源的产品覆盖面很广，研发内容包含了正负极、电解液、隔膜、生产 设备等整个电池生产的全方面。早在 2019 年卫蓝新能源就集中申请了有关硼 基固态电解质的多项专利，随后卫蓝专注于固态电解质的研发。2022 年聚焦于 无机氧化物固态电解质及聚合物固态电解质，旨在改善电解质与电极的界面性 能，提高电池性能，降低固态电池制造成本。 敬请参阅最后一页特别声明 -25- 证券研究报告 电力设备新能源 图 22：卫蓝新能源锂离子电池能量密度开发进程 资料来源：《固态电池的开发现状及应用思考》，卫蓝新能源，徐航宇，2020 2021 年底，北京卫蓝、恩捷股份、天目先导共同投资 13 亿元建设固态电解质 涂层隔膜项目。2022 年，卫蓝投资 400 亿建设年产 100 GWh 的固态锂电池项 目，向固态电池产业化更进一步。 表 16：卫蓝新能源产业链布局 时间 合作情况 2022 年2月 在淄博高新区投资的400 亿，100GWH 固态锂电池项目开工；一期投资102亿元，年产半固态和全固态电池20GWH。 2021 年11月 与恩捷、天目先导共同投资13亿元，建设固态电解质涂层隔膜项目。 2020 年 可量产无人机电池，产能设计 2亿瓦时，生产可 5C 连续放电的 270Wh/kg 混合固液电池。 已完成 300Wh/kg以上高镍三元正极的混合固态电池设计开发，车厂送样测试结果良好，成功通过针刺、挤压、过充、短路等滥用试验，循 环寿命达1200 次以上。 2019 年3月底 固态电池一期项目奠基，项目总投资5 亿元，一期投资 1.8亿元，预计 20年3 月投产后可形成年产1亿瓦时固态电池生产规模。 资料来源：卫蓝新能源公司网站，光大证券研究所整理 3.2.3、赣锋锂业：押注固态技术，锂矿巨头固态技术领先 赣锋锂业最初掌握着产业上游的锂矿锂盐资源，自 2014 年开始进军动力电池 行业下游，2017 年建成了第一代固态锂电池中试线，随后不断加注固态电池的 研发投产。 图 23：赣锋锂业发展历程 资料来源：赣锋锂业公司官网，光大证券研究所整理 敬请参阅最后一页特别声明 -26- 证券研究报告 电力设备新能源 其全资子公司浙江锋锂聚焦于高能量密度、高安全性能的固态锂电池的研发与 市场推广。自 2017 年与中科院宁波材料所合作共建“固体电解质材料工程中 心”，聘请许晓雄博士为首席科学家后，赣锋锂业正式切入固态电池板块。 图 24：赣锋锂业固态电池布局 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 赣锋锂电专注于氧化物厚膜技术路线，掌握了锂基负极材料深加工和固态锂电 池制造的核心技术。其生产的第一代半固态电池采用三元正极，柔性固态电解 质以及石墨负极，能量密度达 235-280Wh/kg，第二代半固态电池同样采用三 元正极，但是使用了固态隔膜和含锂负极，能量密度超 350Wh/kg，循环寿命 接近 400 次。第一代半固态电池已在东风 E70 电动车上装车，另一款蔚来 ET7 1000 公里续航版本在 2022 年 3 月 28 日正式开启交付。 表 17：赣锋锂电固态电池产业化进展 时间 产业化进展 2017 年12月 以自有资金不超过2.5 亿元投资建设一条年产亿瓦时级的第一代固态锂电池研发中试线，项目建设期2 年。 2019 年 投资建成年产3亿瓦时级的第一代固态锂电池研发中试生产线。 2022 年1月 首批搭载赣锋固态电池的 50 辆东风 E70 电动车正式完成交付，实测续航超 400 公里。 2022 年8月 与广汽埃安签署战略合作协议，与辽宁曙光汽车集团签署战略合作协议。 将在江西新余高新技术产业开发区的年产5GWh新型锂电池项目建设规模提高到年产 10GWh，总投资不超过62 亿元，预计 23 年10月 竣工投产。 将在重庆两江新区的年产 10GWh 新型锂电池产业园及先进电池研究院项目建设规模提升到年产 20GWh，总投资不超过 96亿元。 资料来源：赣锋锂电公司官网，光大证券研究所整理 风险提示：固态电池技术突破不及预期，固态电池产能消化不及预期，氧化物 路线应用进展不及预期。 3.2.4、宁德时代：坚持全固态本源，专注硫化物路线 截至 22 年，宁德时代申请的有关固态电池的专利有 24 项，其中 7 项有关固态 电解质。宁德时代的固态电池专注于硫化物电解质开发，此外还研发复合无机 固态电解质膜片，以减少锂枝晶生长，避免电池短路现象的发生。 但相较其他企业而言，宁德时代更专注于高镍三元电池改性路线，而不是混合 固态添加剂路线。它坚持走全固态硫化物、高镍三元电池结构创新、常规钴锂 以及新晋的凝聚态电解液路线，最新研发了具有结构创新性的麒麟电池。 风险提示：固态电池技术突破不及预期，固态电池产能消化不及预期，新能源 车销量低于预期，硫化物路线技术难点突破进度较慢。 敬请参阅最后一页特别声明 -27- 证券研究报告 电力设备新能源 3.2.5、国轩高科：三元半固态量产可期，产业链拓展逐步升级 国轩高科在 2022 年 5 月 28 日发布了 360Wh/kg 的三元半固态电池，预计 2023 年实现量产。该电池能量密度可达 360Wh/kg，并通过了针刺、过充、过 放、短路、挤压、180℃热箱等新老国标测试，安全性能高。搭载该三元半固 态电池的高合汽车 HiPhi X 电动车将实现 1000 公里续航，以及 3.9s 的百公里 加速时间。 国轩高科在投资者问答平台披露，公司的高安全半固态电池，单体能量密度达 360Wh/kg，配套车型的电池包电量达 160KWh，续航里程超过 1000km。半 固态电池匹配客户需求，预计 23 年批量交付。此外，400 Wh/kg 能量密度电 池在公司实验室已有原型样品。 图 25：国轩高科固态电池技术路线图 资料来源：国轩高科官方网站 图 26：国轩高科固态电池总体目标 资料来源：国轩高科 PPT，全球新能源汽车供应链创新大会，2020 年 9 月，光大证券研究所 风险提示：固态电池技术突破不及预期，固态电池下游需求推广不及预期，新 能源车销量低于预期。 敬请参阅最后一页特别声明 -28- 证券研究报告 电力设备新能源 3.2.6、孚能科技：软包龙头引领高端技术，SPS 揭开新篇章 孚能科技是国内前十动力电池生产商中专注于三元软包路线的企业之一。 图 27：孚能科技大软包电芯发展规划 资料来源：公司官网 由于前期韩国电池企业软包路线的铺垫，海外传统龙头车企对软包电池认可度 较高，同时随着电池材料体系的不断升级，半固态电池、固态电池有望加速产 业应用，软包形态是业内公认适配形态。 孚能科技目前已有 330Wh/kg 半固态电池中试样品，并且持续布局 400Wh/kg 产品，后续现有产线可通过简单改造来适配未来新技术发展路线。 表 18：孚能科技固态电池产业化进展 时间 产业化进展 2018 年 孚能科技与创维汽车达成战略合作。 2021 年8月 29日 在安徽芜湖投资建设年产 24GWh新能源电池项目。 2022 年8月 拟投建赣州年产 30GWh新能源电池项目，一期规划建设 18GWh，拟生产三元软包动力电池产品，二期规划建设12GWh新能源电池项目，具体产品类型尚未确定。 2022 年9月9 日 正式推出全新动力电池解决方案——SPS（Super Pouch Solution），集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四项创新技术于一体，在充电效率、降本增效、适配车型等方面满足市场需求。 2022 年9月 17日 在云南滇中建设 24GWh磷酸铁锂电池项目，项目分两期，一期、二期均为建设年产 12GWh磷酸铁锂电池项目，将主要应用于储能领域。 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 风险提示：固态电池技术突破不及预期，固态电池产能消化不及预期，新能源 车销量低于预期。 敬请参阅最后一页特别声明 -29- 证券研究报告 电力设备新能源 3.2.7、蜂巢能源：果冻半固态电池发力 蜂巢能源起源于长城汽车，于 2018 年注册成立，是一家专业研发制造汽车动 力电池、储能系统的新能源高科技公司，在 2021 年已完成 B+轮股权融资， 2022 年 11 月,蜂巢能源科创板 IPO 获受理。 图 28：蜂巢能源发展历程 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 蜂巢能源在动力电池的工艺、正极材料及电芯方面都有创新，其自主研发的果 冻电池已符合半固态电池的标准，并已投产使用。 图 29：蜂巢能源 NMX 无钴正极材料核心技术 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 表 19：蜂巢能源产品及技术优势 产品及技术 创新点 工艺创新 创新性的开发出超高速叠片工艺，使电池能量密度提升5%，循环寿命提升 10%，成本降低 15%。 材料创新 是国内首家研发出无钴正极材料的，其 NMX 无钴正极材料在热失控、千次循环保持和 BOM 成本方面均优于NCM811 三元正极材料。 研发的 NCMA中镍四元正极材料提高了热稳定性，具有安全、高性价比的特点。 电芯创新 自主研发的果冻电池是安全凝胶电解质，具有高耐热、自愈合的特点，并拥有广泛电化学适应性，可以适配高镍、无钴、中镍等不同体系。 电池包设计 热阻隔电池包包括隔热防护、电气绝缘设计、上壳体耐压设计以及水冷抑制策略四方面内容。 能源矩阵电池包可在电压平台允许范围自由配组，不受传统模组串数约束。 系统监控 （BMS） 蜂云平台，截止到2022年8 月30日可识别监控故障类型 52 种，监控新能源车超 37 万辆，累计分析数据超 590亿条。 资料来源：公司官网，光大证券研究所整理 敬请参阅最后一页特别声明 -30- 证券研究报告 电力设备新能源 4、 风险提示 1、政策变化影响行业发展的风险：当前阶段固态电池成本还较高，需要产业政 策的支持与厂商的资本投入，若政策发生较大不利变化则不利于固态电池的发 展。 2、原材料价格大幅波动的风险：锂价若位于高位，固态锂离子电池成本高居不 下，固态路线降本及经济性不及预期。 3、钠离子电池加剧市场竞争的风险：钠离子电池成本较低，在锂价高企的背景 下，钠电池性价比突出，会抢夺锂离子电池的市场空间。 4、新能源车销量低于预期的风险：下游需求增速下滑，或导致固态锂离子电池 需求不及预期。