有色金属行业半固态电池研究报告：半固态电池量产在即，氧化物路线蓄势待发

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2023 年 3 月 21 日 行业研究 半固态电池量产在即，氧化物路线蓄势待发 ——半固态电池研究报告 有色金属 产业化进程：预计 2023 年全球半固态电池渗透率为 1%。分别搭载卫蓝新能源、赣锋锂业半固态电池的蔚来 ET7、东风 E70，搭载半固态电池的赛力斯纯电动 SUV、东风追光轿车均于 2022-2023 年已经/计划交付。此外，清陶能源、国轩高科、孚能科技生产的半固态电池也于 2022-2023 年已经或计划装车。根据我们的测算，2023 年全球半固态电池渗透率约为 1%，需求达到约8.8GWh， 2023-2030 年，全球固态电池需求增长的 CAGR 为 63.7%。 优势：半固态电池相较液态电池具有安全性更好、能量密度更高等优势。半固态电池为液态电池迭代版本，电芯中固态电解质和液态电解质均存在。固态电解质大多耐高温、不可燃，电池自燃或者爆炸的风险明显减小，安全性较高。卫蓝新能源、国轩高科已研发出能量密度为 360Wh/kg 的半固态电池，相较于液态电池的能量密度上限 300Wh/kg 提升明显。对于正极而言，固态电解质大多数拥有较宽的电化学窗口，可以兼容更多高电压正极材料。 成本：大规模量产时半固态电池的电芯 BOM 成本预估为 0.5729 元/Wh。半固态电池核心部材均为常规材料，材料成本低于液态电池。半固态电池环境管控要求高于液态电池，制造成本略高于液态电池。根据浙江锋锂 2023 年 2 月的预测，大规模量产时，半固态电池的电芯 BOM 成本预估为 0.5729 元/Wh，略低于液态电池的电芯 BOM 成本 0.5766 元/Wh。 电解质材料变化：氧化物固态电解质电导率适中、热稳定性好。（1）聚合物固态电解质具有成本低、机械加工性能优等特点，但电池的离子电导率较低。（2）氧化物固态电解质具备电导率适中、热稳定性好等优势，主要缺点是界面电阻大等。（3）硫化物固态电解质离子电导率（最高可达 2.5×10-2S/cm）比聚合物电解质高约五个数量级，但环境稳定性差。（4）卤化物固态电解质还原稳定性好，但容易和金属锂负极不兼容。 电解质发展方向：我国半固态电池主要为氧化物电解质。锂镧锆氧固态电池具有物理化学稳定性好，对金属锂稳定的优势，且电导率适中。磷酸钛铝锂在氧化物电解质中成本较低。我国半固态电池主要为氧化物电解质，布局氧化物电解质的企业包括卫蓝新能源、赣锋锂业、清陶能源等。 弹性测算：氧化物电解质体系，建议优先关注高乐股份、上海洗霸。假设各个上市公司能完成 1GWh 半固态电池以及对应供应材料的产线建设并产生收入，根据收入变化的比例进行排序，针对氧化物固态电解质体系，弹性排序为：电池＞电解质＞正极＞负极＞锆＞钛＞镧，利好电池、电解质环节，建议关注高乐股份、上海洗霸。 弹性测算：对上游原材料环节锆板块上市公司收入拉动比例约 0.5%。1GWh 半固态电池对镧、锆、钛元素需求的拉动量占 2022 年该品种全球产量的比例分别为 0.2%、0.012%、0.001%，半固态电池对原料拉动的弹性顺序为：镧>锆>钛。1GWh 半固态电池需求对锆相关上市公司三祥新材、东方锆业，收入拉动比例分别为 0.54%、0.45%，居原料环节首位。 投资建议：半固态电池是向全固态电池过渡的重要阶段，固态电池是未来锂电池发展的重要趋势。建议关注高乐股份、上海洗霸。 风险提示：经济不确定性风险，固态电池研发进度不及预期，下游需求不及预期风险。 增持（维持） 作者 分析师：王招华 执业证书编号：S0930515050001 021-52523811 wangzhh@ebscn.com 联系人：马俊 majun@ebscn.com 联系人：王秋琪 wangqq1@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 -17%-8%0%8%16%03/2206/2209/2212/22有色金属沪深300 资料来源：Wind 要点 仅供内部参考，请勿外传 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 有色金属 投资聚焦 液态锂离子电池的安全事故频发，固态锂离子电池的优势在于电池自燃或者爆炸的风险明显减小，安全性较高，而且有望进一步提升电池的性能。虽然半固态电池仍然处于产业化进程的初期阶段，但随着科研院所和企业的研发不断推进，未来将实现大规模量产。 我们通过本篇报告梳理了固态电池的材料种类、技术研究进展、企业布局情况，并测算了半固态电池需求对各个上市公司的拉动以及对行业的拉动。 我们的创新之处 （1）我们测算了 1GWh 半固态电池需求对各个上市公司的拉动以及对行业的拉动。 （2）我们分析了固态电池材料体系的变化。 股价上涨的催化因素 （1）半固态电池顺利装车量产。 （2）固态电池研发进展顺利，商业化难点取得重大突破。 投资观点 半固态电池是向全固态电池过渡的重要阶段，固态电池是未来锂电池发展的重要趋势。建议关注企业的技术成果发布，并持续关注科研院所和企业的研发进度。 建议关注电池环节的高乐股份，电解质环节的上海洗霸。 仅供内部参考，请勿外传 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 有色金属 目 录 1、 初窥半固态电池：兼具高安全性、高能量密度等优势 ........................................................ 5 1.1、 半固态电池简介：半固态为过渡阶段 ..................................................................................................... 5 1.2、 固态电池优势：高安全性、高能量密度 ................................................................................................. 7 1.3、 固态电池发展历史：可追溯至半个世纪前 ............................................................................................. 8 1.4、 全固态电池技术仍需足履实地 ................................................................................................................ 9 1.5、 全固态电池商业化瓶颈：离子电导率低、界面问题显著 ..................................................................... 11 1