基础化工行业周专题（4.22—4.28）如何看待COFs在锂电领域的应用前景？

1 行业报告│行业周报 请务必阅读报告末页的重要声明 基础化工行业周专题（4.22—4.28） 如何看待 COFs 在锂电领域的应用前景？ 我们在 3 月 15 日发布了报告《COFs 专题研究：大有可为的有机多孔材料》，就 COFs 的性能和应用做了简单介绍。COFs 的结构可设计性和孔道均一性使其在多个领域具备应用潜力，规划化制备迎来突破，COFs 站在了产业化前夕。本篇报告意在阐述我们对 COFs 在锂电领域发展前景的看法。  COFs 作为固态电解质应用尚需时日 相比硫化物和氧化物，COFs 的主要痛点在于电导率较低，但其界面阻抗较小，且由于结构可设计性，电导率具备提升空间，材料可发展潜力较大。用于固态电解质的 COFs 对结构设计要求较高，若未来在电导率和成本两方面皆有所突破，可能是具备竞争力的一类固态电解质，但或仍需时日。  COFs 正极复合材料更易落地，神行电池或是第一站 相比固态电解质，正极复合材料对 COFs 的性能要求更低，具备率先落地的可能。宁德时代已有 COFs 作为正极复合材料的相关专利公布，其可解决浆料静置凝胶的问题，同时保持电池的低温功率性能无恶化。我们推测神行电池和神行 PLUS 电池的性能提升或与此类材料有所关联。  27 年 COFs 在正极领域的市场空间或达 50 亿 COFs 可能是神行电池实现快充突破的关键材料之一，具备大规模商业化可能。我们测算 COFs 在神行电池中的价值量约为 0.5 亿元/Gwh，假设 27 年使用了 COFs 复合正极的电池出货量占比为 10%，则彼时 COFs 在锂电领域的市场规模将至少达到 50 亿元。  投资建议：关注具备 COFs 量产能力的相关标的 COFs 作为正极材料或已实现产业化，市场空间可达 50 亿，而其在负极/隔膜/固态电解质中的应用仍未打开，未来可能是锂电产业不可或缺的关键材料。此外，锂电领域只是冰山一角，COFs 在核污染处理、气体存储与吸附、催化和生物医学领域都有广阔的应用，对传统吸附树脂和分子筛具备较强替代能力。结合本篇，我们认为具备 COFs 量产能力的相关标的值得关注。 风险提示：COFs 材料规模化生产遭遇瓶颈，市场拓展不及预期，固态电池产业化进程缓慢，市场空间测算偏差风险。 证券研究报告 2024 年 04 月 27 日 投资建议： 强于大市（维持） 上次建议： 强于大市 相对大盘走势 作者 分析师：郭荆璞 执业证书编号：S0590523070003 邮箱：jpguo@glsc.com.cn 联系人：申起昊 邮箱：shenqh@glsc.com.cn 联系人：李绍程 邮箱：lishch@glsc.com.cn 相关报告 1、《基础化工：TMA 价格上涨弹性、持续性如何？》2024.04.20 2、《基础化工：海外农化企业龙头 2023 年经营情况分析》2024.04.12 -40%-23%-7%10%2023/42023/82023/122024/4基础化工沪深300请务必阅读报告末页的重要声明 2 行业报告│行业周报 正文目录 1. COFs 固态电解质尚需时日 ........................................... 3 1.1 聚合物电解质具备发展潜力 .................................... 3 1.2 COFs 仍面临电导率和成本问题 .................................. 3 2. COFs 正极或率先落地 ............................................... 5 2.1 COFs 正极复合材料更易落地 .................................... 5 2.2 神行电池或是 COFs 产业化应用第一站............................ 6 2.3 27 年 COFs 作为正极材料的市场空间或达 50 亿 .................... 7 3. 投资建议：关注具备 COFs 量产能力的相关标的 ......................... 8 4. 风险提示 ......................................................... 8 图表目录 图表 1： 不同种类固态电解质的性能对比 ................................. 3 图表 2： COFs 固态电解质的发展历程 ..................................... 4 图表 3： 部分 COFs 固态电解质的电导率情况 .............................. 4 图表 4： 宁德时代专利采用 COFs 作为复合正极材料 ........................ 6 图表 5： 宁德时代发布神行 PLUS 电池 .................................... 7 图表 6： 神行电池中 COFs 价值量测算 .................................... 7 图表 7： COFs 作为正极材料的市场空间测算 ............................... 7 请务必阅读报告末页的重要声明 3 行业报告│行业周报 1. COFs 固态电解质尚需时日 相比硫化物和氧化物，聚合物虽然电导率较低，但界面阻抗较小，且由于结构可设计性，电导率具备提升空间，可被视为发展潜力较好的一类固态电解质选择。 COFs 作为聚合物的一种，已有多个固态电解质应用的研究被报道，部分电导率已可媲美硫化物。但相关技术更多仍处于实验室阶段，且大概率将面临产业化成本的问题。 因此我们认为，固态电解质对 COFs 的结构设计要求较高，若其未来在电导率和成本两方面皆有所突破，可能是具备竞争力的一类固态电解质，但或仍需时日。 1.1 聚合物电解质具备发展潜力 固态电池的核心技术就是固态电解质的设计开发技术，是实现固态电池高能量密度、高循环稳定性和高安全性能的关键。理想的电解质材料应具备高离子电导率、宽电化学窗口、对正负极材料均具有良好的化学和机械稳定性等。其中，离子电导率为首要核心指标，而界面阻抗亦是需要解决的棘手问题。 目前，主流的固态电解质可分为氧化物、硫化物和聚合物。氧化物具有较高的离子电导率，综合性能相对优异，且成本较低，是目前国内主流路线；硫化物的离子电导率最高，烧结成陶瓷后的室温离子电导率接近液态电解液，但成本昂贵；聚合物虽然离子电导率较低（10-6-10-5 S·cm-1），但界面阻抗远小于氧化物和硫化物，可极大程度避免锂枝晶的问题。 因此，不同固态电解质性能各有优劣。而我们认为，虽然聚合物存在电导率痛点，但由于其结构可设计性，且可以与锂盐和无机填料形成有机/无机复合固态电解质，电导率具备较大的提升空间，可被视为发展潜力较好的一类固态电解质选择。 图表1：不同种类固