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固态电池行业深度研究报告.pdf

大小:0KB更新时间:2020-09-11 21:31:22 我要下载

证券研究报告 行业报告 | 行业深度研究 2020年09月04日 新材料 准备迎接固态电池的新时代 分析师 孙亮 SAC执业证书编号:S1110516110003 分析师 杨诚笑 SAC执业证书编号:S1110517020002 行业评级:强于大市(维持评级) 上次评级:强于大市 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1

摘要 固态锂电池与传统锂电池最大的不同在于电解质 传统锂电池采用隔膜+电解液中间含有液态物质,而固态电池则使用固体电解质。相比传统锂电池,固态 锂电池的安全性更好,能量密度更高。 目前已经在使用或接近商用的固态电池的电解质有:聚合物、硫化物和 氧化物三种,其中氧化物电解质性能最优 氧化物电解质的稳定性好,循环寿命长(可达1000次以上),能量密度较高,倍率性能较好,同时成本 较低。主要缺陷是界面接触问题尚未完美解决。氧化物电解质比较适合动力电池,如今国内企业大部分 选择了金属氧化物动力电池,其制造工艺和改性水平也在稳步提升。 固态电池在安全性和便利性上优势明显 理论上固态电池量产成本可以与液态电池相媲美 氧化物固态电池电解质物料价格低廉且电芯易组装,封装成本低。只要解决氧化物电解质大规模量产的 技术问题,固态电池的量产成本或可以与液态电池相媲美。 风险提示:固态锂电池作为锂离子电池的新技术,商业化应用时间尚不明确,存在长期无法大规模应用 的风险。 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2

目录 一 什么是固态电池 安全性——是增加安全性还是本身安全 二 便利性——里程焦虑,我们到底在焦虑什么? 三 经济性——如何翻过成本这座山 四 五 固态电池相关企业 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3

1. 什么是固态电池 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4

固态电池:结构改性带来性能升级 相较于传统锂离子电池,固态锂电池安全性高,无自燃、爆炸风险; 氧化物和硫化物电解质的固态电池能量密度高于采用相同正负极材料 的传统锂电池。 图1:传统液态锂离子电池 图2:固态电池电池结构 结构 资料来源:Long, Lizhenet al. “Polymer Electrolytes for Lithium Polymer 资料来源:Gao-Long, Zhu, Chen-Zi. Fast Charging Lithium Batteries: Recent Progress Batteries.” 4.26 (2016): 138–169. Web. 天风证券研究所 and Future Prospects.[J]. Small, 2019. 天风证券研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5

固态电解质:氧化物或成最优解 目前已经在使用或者接近商用的固态锂电池的电解质有三种:聚合物、 硫化物和氧化物。 表1:不同电解质类型对比 类型 聚合物 氧化物 硫化物 电解质材料 聚环氧乙烷 LiPON、NASICON等 LiGPS、LiSnPS、LiSiPS等 主要优点 高温工作性能很好 循环性能良好 工作性能参数表现优异 室温离子电导率很低,电 材料总体电导率较低;界面 主要缺点 界面问题;稳定性和机械强度较弱 化学窗口窄,易被电解 问题 成本 高 低 较低 资料来源:段惠,殷雅侠,郭玉国,万立骏.固态金属锂电池最新进展评述[J].储能科学与技术2017,6(05):941-951,天风证券研究所 表2:不同氧化物型电解质对比 类型 优点 缺点 空气稳定性好;室温离子导 GARNET 与金属锂电极浸润性差 电率高 对水及二氧化碳敏感;对金 LISICON 较高的室温离子导电率 属锂的稳定性也较差 需要类似聚合物/陶瓷/聚合 较高的室温离子导电率,对 物的复杂三层电解质结构才 NASICON 水、空气具有优异的稳定性 能最大化其性能,不利于工 业化 资料来源:段惠,殷雅侠,郭玉国,万立骏.固态金属锂电池最新进展评述[J].储能科学与技术2017,6(05):941-951,天风证券 研究所 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6

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