固态电池深度一：锂金属负极：负极长期方向，关注各工艺领先企业

敬请参阅最后一页特别声明 1 投资逻辑 核心观点：锂金属负极较石墨、硅碳可实现更高的能量密度，为固态电池负极侧长期迭代方向；国内外企业已逐步应用锂金属负极方案，首款锂金属负极全固态电池已实现上车路测；工艺上，压延法率先实现规模化落地，向更薄迭代， 长期也建议关注蒸发镀、液相法；格局上，锂企、负极厂、箔材厂多方参与。建议积极布局各个工艺路线的领先企业。 锂金属负极：可实现更高的能量密度，为负极长期迭代方向。传统的负极材料石墨的循环性能好，但理论容量低；硅基负极理论容量高，但充放电过程中膨胀过大；锂金属拥有超高理论比容量和较低的电化学电位，根据欧阳明高院士，国内 2030 年前重点突破 500Wh/kg 电池，正负极侧主要依赖负极迭代，硅负极在助力电池能量密度突破 400Wh/kg 后的边际提升有限，锂金属负极已定性为负极侧长期迭代方向。 痛点：锂枝晶构成产品应用的主要瓶颈。锂金属的高活性和其表面 SEI 的锂离子扩散能垒较高会促进锂枝晶的形成，锂金属的不均匀沉积和枝晶生长会引发锂的体积膨胀、死锂产生、SEI 破裂、极化电压增大、电池短路等问题，构成当前主要瓶颈，人工 SEI 膜、改性集流体、引入固态电解质是主要的改善锂枝晶的手段。 市场：国内外企业逐步应用，30 年固态电池用锂金属出货有望达 7700 吨。当前大多数企业仍采用更为成熟的硅碳负极，海外日产、LG、SK On、Solid Power、Factorial Energy，国内宁德时代、清陶能源等逐步应用锂金属负极方案，今年初全球首款锂金属负极全固态电池上车（奔驰）路测。当前锂金属负极出货较少，我们假设 2030 年全固态电池出货 180GWh，锂金属负极渗透率 20%，采用双面 20um 锂箔，测算锂金属用量约 7700 吨，市场近百亿元。 工艺：压延法率先实现规模化落地，长期看关注蒸发镀、液相法。我们认为压延法率先实现规模化落地，但机械加工对于制备 20um 以下超薄锂带有所限制。长期看，5-6um 是更为理想的锂层厚度，锂带过厚会导致锂的冗余，带来重量冗余，不利于能量密度的提升，也推高了成本。一方面，压延法仍有将锂带持续做薄的可能性，另一方面液相法、气相沉积法是潜在发展的方向，这两种工艺均可制备超薄锂带，但是离规模化量产仍有较大距离，气相沉积法在提升沉积速率、液相法在提高均匀性&提升铜锂浸润性上仍有较大迭代空间。 格局：锂企、负极厂、箔材厂多方参与，积极布局分工艺的领先企业。锂企如赣锋锂业、天齐锂业、天铁科技等，背靠丰富的锂资源和金属锂产能布局，在原材料金属锂锭的制备上具备成本、质量优势；负极厂如璞泰来、道氏技术、贝特瑞等同时在硅碳负极、锂金属负极上形成布局；箔材厂如中一科技、英联股份等也涉足锂金属负极。按工艺划分，天铁科技、赣锋锂业在压延法上领先，英联股份在蒸发镀上领先，道氏技术、中一科技等在液相法上领先。 投资建议 锂金属负极构成固态电池负极侧长期发展路线，我们认为压延法率先实现规模化落地，长期看液相法、气相沉积法是潜在发展的方向。建议积极布局各个工艺的领先企业。 风险提示 产业化不及预期、路线迭代风险。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 扫码获取更多服务 内容目录 一、趋势：锂金属负极为负极长期迭代路线，锂枝晶问题待突破........................................ 4 1.1 锂金属负极为负极长期迭代路线............................................................ 4 1.2 技术发展的痛点在于锂枝晶生长............................................................ 8 二、工艺：压延法率先落地，长期可关注蒸发镀、液相法............................................. 10 2.1 挤压/压延法：当前最为成熟的工艺........................................................ 10 2.2 蒸发镀&液相法：突破厚度瓶颈的新工艺.................................................... 10 2.3 展望：压延法率先实现规模化落地，蒸发镀、液相法前景可期................................. 12 三、格局：锂企、负极厂、箔材厂多方参与，压延工艺占当前主导..................................... 15 四、投资建议................................................................................... 16 4.1 天铁科技：主营轨道减震产品，锂化物产品逐步放量，锂金属负极合作欣界能源................. 16 4.2 赣锋锂业：世界领先的锂生态企业，金属锂、固态电池布局充分............................... 17 4.3 英联股份：领先的消费品金属包装产品提供商，跨界布局复合集流体、锂金属负极前景可期....... 18 4.4 道氏技术：铜冶炼支撑业绩，单臂管、硅碳逐步放量，布局液相法锂金属负极................... 19 4.5 中一科技：电解铜箔企业，布局有锂金属负极............................................... 20 五、风险提示................................................................................... 20 图表目录 图表 1： 负极在当前动力电池成本占比一般不超过 15%................................................ 4 图表 2： 负极材料分类，锂金属负极为长期迭代方向 ................................................. 4 图表 3： 锂金属负极拥有理论上更高的能量密度、快充能力 ........................................... 5 图表 4： 全固态电池材料体系迭代路线 ............................................................. 5 图表 5： 固态电池负极侧迭代路线 ................................................................. 5 图表 6： 硫化物固态电池，正负极迭代 roadmap...................................................... 6 图表 7： 海外企业已有较多采用锂金属负极路线 .............