金属与材料行业专题研究：氧化物半固态电池需要多少锆？

行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 金属与材料 证券研究报告 2024 年 12 月 15 日 投资评级 行业评级 强于大市(维持评级) 上次评级 强于大市 作者 刘奕町 分析师 SAC 执业证书编号：S1110523050001 liuyiting@tfzq.com 曾先毅 分析师 SAC 执业证书编号：S1110524060002 zengxianyi@tfzq.com 资料来源：聚源数据 相关报告 1 《金属与材料-行业研究周报:非农就业数据提升降息预期，金价中枢有望进一步走高》 2024-12-07 2 《金属与材料-行业研究周报:俄乌紧张局势加剧特朗普关税威胁，金银价格震荡调整》 2024-12-01 3 《金属与材料-行业研究周报:降息预期削减叠加俄乌紧张局势加剧，金银价 格先抑后扬》 2024-11-24 行业走势图 氧化物半固态电池需要多少锆？ 事件：国内多家固态电池公司选择以氧化物材料为基础的固液混合技术路线，已公开的半固态电池的单体能量密度可突破 400Wh/kg。2024-2026 年众多车企将上市搭载半固态电池的车型，半固态电池产业化进程提速。 以 LLZO 材料为代表的氧化物半固态电池是当前合适的过渡路线，产业化应用确定性相对更高 全固态电池相比液态电池具有安全性高和能量密度大双重优势，但“界面问题”和材料成本高限制了产业化进程。半固态电池优势更为综合且技术工艺较为成熟，成本也相对可控，是当前阶段合适的过渡方案。固态电解质主流路线有硫化物和氧化物，长远来看，硫化物全固态电池由于其卓越性能或将成为未来主流技术路线，但预计未来几年难以实现产业化落地。国内主要电池公司的技术路线以氧化物半固态为主，其中 LLZO 材料性能最优。目前部分车型已经实现了氧化物半固态电池的装车应用，根据中国汽车动力电池创新联盟发布的数据，2024 年上半年国内半固态电池装车量达 2.2GWh。因此我们认为近几年氧化物半固态电池的产业化应用确定性相对更高，其中性能优势最优的 LLZO 路线更值得关注。 与液态三元锂电池相比，单 GWh 氧化物半固态电池氧化锆耗量为 2133 吨左右，提升幅度为 20 倍 氧化锆用于烧结快离子导体锂镧锆氧（LLZO），LLZO 在氧化物半固态电池的电解质、电极添加剂、隔膜陶瓷材料部分均有应用。我们测算，1GWh 氧化物半固态电池对 LLZO 的需求为 1141 吨，对应氧化锆耗量为 285.25 吨。电极部分和隔膜陶瓷材料对氧化锆单 GWh 的耗量分别为 1800/48 吨。因此，氧化物半固态电池中单 GWh 电池对氧化锆的需求为 2133 吨左右。而液态三元锂电池单 GWh 氧化锆耗量为 102 吨。氧化物半固态电池替代液态三元锂电池将显著打开氧化锆需求空间，提升幅度保守估计为 20 倍。 氧化物半固态电池在消费电子、动力领域的应用有望将全球锆英砂消费量由 155 万吨提升至 220 万吨 固态电池在消费电子领域可用于笔记本电脑、智能手机等产品，在动力电池领域可应用于新能源汽车、无人机、工业机器人的制造。据我们测算，消费电子和动力电池在 23-27 年对锆英砂耗量预计为 0.3/3.5/13.5/29.6/46.3 万吨。在其他主要应用领域稳定增长的假设下，全球锆英砂消费量有望迎加速增长，预计由 23 年的 155 万吨提升至 27 年的 220 万吨，有望支持相关锆产品价格中枢上行。 风险提示：硫化物全固态电池商业落地提速；电极添加剂替代风险；测算偏差风险；研究报告使用的公开资料存在更新不及时的风险 -31%-23%-15%-7%1%9%17%25%2023-122024-042024-08金属与材料沪深300 行业报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 看好氧化物半固态电池产业化进程，氧化锆需求有望显著提升 ........................................... 3 1.1. 氧化物半固态电池是现阶段合适的过渡方案 .................................................................... 3 1.2. 锂镧锆氧在氧化物半固态电池中具有广泛应用，打开氧化锆应用空间 ................... 4 2. 氧化物半固态电池对锆需求拉动几何？ ........................................................................................ 4 2.1. 单耗：氧化物半固态电池耗锆量 2133 吨/GWh ............................................................... 4 2.2. 总需求：全球锆消耗量有望大幅增长.................................................................................. 5 3. 投资建议 .................................................................................................................................................. 7 4. 风险提示 .................................................................................................................................................. 7 图表目录 表 1：液态、半固态、全固态电池对比 ............................................................................................... 3 表 2：氧化物电解质具有成本低、热稳性和空气稳定性高等优势 .............................................. 3 表 3：国内固态电池公司主要走氧化物材料为基础的固液混合技术路线，产业化进程可期.......................................................................................................................................................................... 3 表 4：锂镧锆氧在氧化物半固态电池中应用广泛 .................................................