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1、投资案件结论和投资建议投资建议：重视华友钻业（集合银、前驱体、正极材料、铜、钻的新能源中上游平 台型公司），长期角度重视有资源+成长的锂行业龙头，关注短期钻价上涨的高弹性机 会以及隔膜、电解液环节标的可能出现的超跌配置机会。原因及逻辑固态电池对上游金属需求的可能影响：1、锂需求增加，特别是金属锂负极的核心 技术地位，且正极或采用富锂材料，让锂元素扮演更加重要的角色是提升锂电能量密度 的核心思路之一 ；2、银需求有望增加，钻需求减少，固态电池大大提高了电池的平安 性，将加速三元正极高镁化速度，长期看具有一定不确定性，需观察钻镒酸锂、钻酸锂 和富锂镒基等正极材料品质的进一步技术路线之争。固态电池对
2、锂电中游的可能影响：L正极材料，与当前开展方向相符，加速高银 化，未来可能采用性能更高的银镒酸锂、富锂镒基、钻酸锂等；2、负极材料，选用碳 硅负极那么符合当前负极材料企业的布局，长期看选用金属锂那么冲击较大，参照蔚来汽车 的最新固态电池方案，负极企业可能采用预锂化的硅碳负极逐渐过渡到终极目标金属锂 负极；3、究极目标是不再需要隔膜和电解液，逼迫相应企业紧跟趋势实施转型；4、 铜箔/铝箔，没有直接冲击，但集流体需改善以适配高性能电极，如铜箔需三维集流体 以适配金属锂负极，铝箔需复合导电涂层以适配复合正极。有别于群众的认识市场过度担忧隔膜和电解液环节被替代。我们认为性能更佳的固态电池是未来长期 开
3、展趋势，但应用之路困难重重，仍需解决几大痛点。1、供应链重塑：固态电池相比 现有成熟的液态锂电池技术变更巨大，需重塑本就极其复杂的锂电池供应链，任重道远； 2、降低本钱：固态电池采用的预锂化硅碳负极或远景金属锂负极、高镇正极、固态电 解质等新科技材料生产本钱远高于目前对应的材料，降本之路极其艰巨漫长；3、快充 效率不佳，固态电解质导电率仅为电解液十分之一，快充效率不佳，严重影响实际应用。 参考丰田、宁德时代的规划，固态电池实际大规模应用需5-10年时间，给予隔膜和电 解液企业充足的时间进行技术储藏及转型，同时未来储能、可穿戴设备、电动船以及巨 量的电动车市场足够满足隔膜和电解液企业的长期开展需
4、要，优质的隔膜和电解液企业 仍将具备较高的长期价值。风险提ZF固态电池应用速度低预期、锂电池技术快速更迭、电动车需求低预期。对下游的可能影响：1、大幅推进新能源车对燃油车的替代，提高产业链总容量；2、 在动力层面上推动新型交通工具飞行汽车等的开展。对锂电池企业的可能影响：1、固态电池壁垒较液态电池更高，率先实现产业化者享有 高溢价；2、电池行业重新洗牌，固态电池推广后，已有的液态电池产业链将迎来巨大冲击， 可能导致已有的电池竞争格局发生突变。对锂电中游的可能影响：1、正极材料方面，与当前开展方向较为相符，选用较 NCM/NCA性能更高的银钻镒酸锂、富锂镒基、钻酸锂等；2、负极材料方面，选用碳硅
5、 负极那么符合当前负极材料企业的布局，长期看选用金属锂那么冲击较大，参照蔚来汽车的最 新固态电池方案，负极企业可能采用预锂化的硅碳负极逐渐过渡到终极目标金属锂负极；3、 不再需要隔膜和电解液，逼迫相应企业紧跟趋势实施转型；4、铜箔/铝箔方面，电解质的 变革本身不直接影响铜箔和铝箔，但集流体需要改善以适配高性能电极，如铜箔需三维集 流体以适配金属锂负极，铝箔需复合导电涂层以适配复合正极。对上游金属需求的可能影响：L锂需求增加，特别是金属锂负极的核心技术地位，且 正极或采用富锂材料，让锂元素扮演更加重要的角色是提升锂电能量密度的核心思路之一； 2、银需求有望增加，钻需求减少，固态电池大大提高了电池
6、的平安性，将加速三元正极高 镇化速度，长期看具有一定不确定性，需观察钻镒酸锂、钻酸锂和富锂镒基等正极材料品 质的进一步技术路线之争。图9:固态电池技术路径选择及代表企业进展高银三元时代固态电池时代正极材料开发高性能正极材料：三元高银化、高电压镁镒酸锂、 富锂材料等可适配高性能正极材料：超高银三元正极、氧化物和硫 化物正极,包括钻酸锂、银镒酸锂和富锂材料等负极材料开发高性能负极材料：由石墨转向硅碳复合材料、石墨 烯 钛酸锂等 中硅碳负极为主流，理论克容量高出石墨十倍有余, 技术已较为成熟，已应用至Tesla Model 3可适配高性能负极材料：可选用硅碳负极或金属锂负极 等，前者技术更成熟，需克
7、服的问题更少，但后者潜力更 大，并可进一步延伸出再下一代Li-S和Li-02电池隔膜满足高馍三元的配套升级：高品质PE、PP隔膜,增强耐 热性（陶瓷涂层），采用复合材料提高平安性（聚合物电 解质隔膜、纤维隔膜），提升电化学窗口 不再需要隔膜，固态电解质具隔膜功能，隔膜企业或转 型做固态电解质，其高固定资产投资或增加转型难度满足高操三元的配套升级：锂盐从单一的LiPF6转向混 电解液 合（LIFSI等），开发二代溶剂（氟化物等），开发添加剂 和配方增强体系稳定性，提升电化学窗口并降低可燃性不再需要电解液，电解液企业或转型做固态电解质，但 固液态电解质差距大，电解液企业无明显先发优势固态聚合物电解
8、质在锂盐材料上与电解液有重叠，但该 技术路径因性能上限低难以成为主流轻薄化，以满足轻量化和降本需求铜箔对外表进行微观处理，增强抗氧化、抗腐蚀和导电能力以及负极活性物质的附着强度铝箔轻薄化，对铝箔机械性能要求更高，高抗拉、高延伸口高洁净度和滤波板型要求高，以满足均匀涂布需求三维集流体，以提升金属锂负极循环稳定性，抑制其锂 枝晶生长，材料预期使用改性铜箔复合导电涂层，提高复合电极和集流体间的界面兼容性 和粘接性以适配复合正极材料资料来源：GGII、第一电动、NE时代、申万宏源研究2.银钻锂行业展望2.1银:供需关系边际改善，动力电池用银增长明确银需求：不锈钢需求复苏，动力电池需求高速增长新能源动力
9、锂电池用钱占比拟低，后续弹性大，2040年将增长至31%。根据Wood Mackenzie的统计数据，2019年全球镇需求中,最大需求不锈钢占比达68% ,动力锂电 池占比3%，随着新能源汽车的逐渐普及，动力锂电池镇需求将快速提升，预计到2040年 全球银需求中动力锂电池占比将到达31%。图10 : 2019年全球镁消费行业占比图11 : 2040年全球锂消费行业占比预计电镀,7%非铁合金, 10%不锈钢, 68%不锈钢, 47%时皿动力锂电 铸苣,4%_池,3%合金钢,4%资料来源：Wood Mackenzie.申万宏源研究 资料来源：Wood Mackenzie.申万宏源研究根据INSG统
10、计数据，2020年受到新冠肺炎疫情影响，不锈钢全年消费量大幅下降，2021年有望强势反弹 之后平稳增长。预计2020-2022年全球不锈钢银需求量到达159.9 万吨、166.4万吨、171.5万吨，同比增速分别为-9.2%. 4.1%. 3.1%。表1 ：各型号不锈钢银需求（万吨）资料来源：ISSF ,申万宏源研究2015201620172018201920202021E2022E200系3.54.03.94.55.25.05.35.6300系1363140.7156.5164.3171.0154.9161.1166.0400系+其他0.00.00.00.00.00.00.00.0合计139
11、.8144.6160.5168.8176.2159.9166.4171.5同比增速3.7%3.4%10.9%5.2%4.4%-9.2%4.1%3.1%新能源汽车动力电池需求高速增长：各国政策发力，助力全球新能源车快速开展，预 计2020-2022年全球新能源车销量达271.3万辆，377.2万辆，519.0万辆，同比增速分 别为20% , 40% , 40%o三元动力电池是新能源汽车的主流动力，预计2020-2022年全 球三元动力电池装机量分别为118.2Gwh , 179.2Gwh , 277.2Gwho疫情影响全球3C出货量，2021年5G换机潮3C需求再次增长，高镇811电池占比提升，
12、银需求加大。由于2020年新冠疫情影响，全部3C出货量较2019年降低0.3亿部。 但是随着疫情影响消逝,叠加全球5G换机潮的到来,我们预计2020-2022年全球3C出 货量到达24.6亿,26.3亿,26.8亿。随着充电宝及电开工具逐渐采用三元电池替代钻酸 锂电池，尤其是NCM811高银电池的占比逐渐提升，3C镇需求将持续提升。表2:各型号不锈钢银需求（万吨）资料来源：中汽协、GGII、IDC、申万宏源研究正极材料种类2015201620172018201920202021E2022ENCM ( 111)0.40.40.40.40.30.00.00.0NCM ( 532 )0.40.40.
13、90.91.11.21.72.4NCM ( 622 )0.20.31.12.02.23.34.64.0NCM ( 811)0.00.00.10.61.43.24.610.1NCA1.21.31.42.02.52.94.06.0动力电池及3c合计2.12.53.95.97.510.614.922.5同比增速-19.0%54.1%52.3%26.9%40.6%40.7%50.8%汇总各个行业镇需求 预计2020-2022年全球镁需求总量为233.6万吨246.8万吨,261.9万吨，具体如下表所示：表3:全球镁需求(万吨)资料来源：中汽协、GGII、IDC、申万宏源研究不锈钢139.8144.61
14、60.52018201920202021E2022E168.8176.2159.9166.4171.5动力电池及3C2.12.53.95.97.510.614.922.5非铁合金镇需求18.919.621.923.324.525.727.328.9合金钢银需求7.67.88.89.39.89.910.210.4电镀银需求13.313.715.316.317.217.517.818.2铸造镇需求7.67.88.89.39.810.010.210.4合计189.3196.2219.1233.0245.0233.6246.8261.9银供给：全球银供应增速放缓，新增产能多在印尼全球前两大银供应企业减
15、产，其他前五大企业保持缓慢增长态势。根据全球最大的银 供应企业诺里尔斯克发布的公告，受到新冠肺炎疫情及公司设备维护影响，公司计划2020 年银产量为22.5万吨，与2019年保持持平,同时计划调低2021-2022年的镁产量预期 至21.5万吨。淡水河谷也将2020年银的指导产量从20-21万吨修改为18-19.5万吨，理 由与诺里尔斯克相同，同时拟出售新喀里多尼亚镇工厂，产能将降低4万吨/年。金川银业、 嘉能可、必和必拓暂未实施减产计划。预计2020-2022年全球前五大银供应企业银产量 为77.8万吨，76.6万吨，76.4万吨，同比增速为24% , -1.6% , -0.3%o表4 ：印
16、尼新增NPI产能(万吨)2015201620172018201920202021E2022E印尼青山(CSI )1.9202.880印尼青山(IRNC)3.84000印尼力向-002.90印尼德龙一期-1.440.800印尼德龙二期6.411.610Weda Bay-03.8819.40华迪003.20恒顺002.90其他2.902.640其他3.8602.640合计11.0611.0845.5210资料来源：公司官网，印尼能源与矿产资源部，申万宏源研究印尼NPI和湿法产能迅速扩张，NPI产能集中投放于2021年。随着硫化镇矿的供应 逐渐减少，国际镁生产加工企业在红土银矿上加快布局进程。印尼是
17、世界上红土银矿最丰 富的国家之一，近年来红土银矿产能迅速扩张。根据印尼能源与矿产资源部公布数据，预 计2020-2022年印尼新增NPI产能为11.1万吨，45.5万吨，10.0万吨,集中投放于2021年，极大提高了全球镁供应量。同时，印尼湿法冶炼产能也近几年逐步投放，预计2020-2022年印尼新增湿法产能12.1万吨，工21万吨，181万吨。表5：印尼新增湿法产能（万吨）2015201620172018201920202021E2022E苏拉威西镇钻湿法项 目（青山集团，格林美 等）0.000.000.000.000.005.005.005.00OBI银钻工程（力勤矿0.000.000.0
18、00.000.003.703.703.70业）Morowali红土镁矿湿法冶炼工程（华友钻业0.000.000.000.000.000.000.006.00等）纬达贝工业园年产4.5万吨的高冰镇工程（华0.000.000.000.000.000.000.000.00友钻业等）盛屯矿业0.000.000.000.000.003.403.403.40合计0.000.000.000.000.0012.1012.1018.10资料来源：公司官网，印尼能源与矿产资源部，申万宏源研究2.1.2 供需平衡：需求增速快，供需紧平衡综上，预计2020-2022年全球银供需平衡趋紧，主要增长动力来自新能源汽车动力
19、 电池擦需求以及不锈钢银需求的回复。供给197.0191.3208.0218.0243.6236.8252.9258.7资料来源：INSG、申万宏源研究需求189.3196.2219.1233.0245.0233.6246.8261.9供需平衡7.7-4.9-11.1-15.0-1.43.26.0-3.32.2钻：未来供给增量较少，2021年供需偏紧2.2.1 钻需求：动力电池用钻需求为最大增量钻最大的下游需求为3C电池用钻，未来最大增量来自动力电池。图12 : 2019钻需求分布2019钻需求分布2019钻需求分布3c电池，46%资料来源：中汽协，IDC ,申万宏源研究钻材料本钱已经不是电动
20、车降本主要矛盾：50kwh622电池单车用钻U.5kg ,本钱低 于3000元/辆；50kwh811电池单车用钻约5kg，本钱低于1500元/辆。制造环节本钱才 是当前电动车行业重点降本环节。图13 :电池路线及对应材料关系密料来源一高B型电：申万宏瀛ft究二密料来源一高B型电：申万宏瀛ft究二国内市场电动车需求复苏强劲，3C低迷：2020年U月国内新能源汽车产量20.77万 辆同比+88% ! 2020年月国内手机出货量国内手机出货量2.81亿部同比-21%。国内市场电动车需求复苏强劲，3C低迷：2020年U月国内新能源汽车产量20.77万 辆同比+88% ! 2020年月国内手机出货量国内
21、手机出货量2.81亿部同比-21%。图14 :国内新能源汽车产量（辆）图15 :国内手机出货量（万部）5,000 -14,000 -3,000 -2,000 -1,000o7mLmin11TLmiiLLLLL1TLl2017-012018-012019-012020-01资料来源：中汽协，申万宏源研究资料来源：百川资讯，申万宏源研究海外新能源车市场增速超越国内，2021年全球产销量有望400万辆：欧洲前三季度新能源车销量73万辆，增速94% ,全年有望超过中国成为全球电动车第一大市场。前三季度特斯拉销量31.6万辆，增速24%。随着欧美增加电动车补贴以及群众等主流车企陆续 推出纯电动车型，预计
22、2021年全球电动车产销量产销有望到达400万辆。季度特斯拉销量31.6万辆，增速24%。随着欧美增加电动车补贴以及群众等主流车企陆续 推出纯电动车型，预计2021年全球电动车产销量产销有望到达400万辆。图16 :欧洲新能源车销量高增长（万辆/季度）4035302520151050川1111皿川|1Q16 3Q161Q173Q171Q183Q181Q193Q191Q20 3Q20图17 :全球新能源汽车产量（万辆）资料来源：百川资讯，申万宏源研究数据来源：IEA、申万宏源研究钻供给：行业龙头减产，短期供给增量较少钻行业供给集中度高，嘉能可资源+贸易市占率长期高达30% ,拥有钻行业定价权,
23、在特定情况下嘉能可对钻价格有主导作用。图18 :钻供给（万吨）钻供给（万吨）资料来源：百川资讯，申万宏源研究嘉能可2019年暂停运营其在刚果金的穆塔达钻矿，开始为期2年的维护，至少要到 2021年再恢复生产。穆塔达是全球最大的钻矿，嘉能可此次关闭使得全球钻供给短期增量 大幅降低。供需平衡：随着电动车高增长有望持续紧缺2021年全球钻供需有望持续紧缺：电解钻价格合理区间30-35万元/吨，短期供需矛 盾刺激下钻价可能短期突破35万元/吨。图19 :钻供需关系（万吨）钻供需关系（万吨）图21 :钻吨毛利处于低位（万元/吨）资料来源：百川资讯，申万宏源研究资料来源：百川资讯，申万宏源研究钻价正处于历
24、史底部，2020年下半年呈现企稳回升趋势。图20 :电解钻价格小幅反弹（万元/吨）80706050403020100 2016/22017/12017/12 2018/11 2019/10 2020/9资料来源：百川资讯，申万宏源研究2.3锂：需求向好，碳酸锂合理价格5-8万元/吨锂最大的下游需求为工业需求，其次为电动车及3 c电池。图22 : 2019锂需求分布资料来源：中汽协，IDC ,申万宏源研究锂主要需求增量也是新能源汽车动力电池用锂需求，与银钻行业情况相似，此处主要 分析供给端。锂资源开采主要分三种类型：盐湖提锂、锂辉石、锂云母。盐湖提锂本钱最低，主要 位于智利、阿根廷和中国，盐湖以
25、开采钾肥为主，副产品为锂，其中智利和阿根廷的盐湖 资源由于镁锂比拟低，锂开采本钱低，完全本钱在2-3万元/吨锂行业产业链较长，从锂精矿锂盐正极材料和电解液等电池一一手机、 整车终端经销商，中间库存环节成为供需关系放大器，产品价格呈现周期波动。锂价目前正处于历史底部。图23逸池级碳酸锂价格图24用池级氢氧化锂价昼（万元附疗 9/资料来源：百川资讯，申万宏源研究 资料来源：百川资讯，申万宏源研究锂虽然需求增速较快，但供需关系改善仍需静待产能出清。预计2020-2021年全球锂 资源供给分别为42.4万吨、52.6万吨，供给增量仍然较多,目前情况下供给过剩量较大。 随着锂盐价格持续走低，高本钱锂资源
26、由于亏损将逐渐关停，锂资源关停产能到达10万吨 规模有望带动锂供需扭转。图25 :全球锂资源供需（万吨碳酸锂当量）资料来源：百川资讯，申万宏源研究图26 :全球氢氧化锂供需（万吨）资料来源：百川资讯，申万宏源研究3.相关标的重视华友钻业（集合银、前驱体、正极材料、铜.钻的新能源中上游平台型公司）， 长期角度重视有资源+成长的锂行业龙头，关注短期钻价上涨的高弹性机会以及隔膜、电解 液环节标的可能出现的超跌配置机会。锂钻银相关公司：银一一华友钻业、格林美、盛屯 矿业；锂：天齐锂业、雅化集团、盛新锂能；钻一一寒锐钻业、华友钻业、洛阳铝业；隔 膜恩捷股份、星源材质；电解液天赐材料、新宙邦（化工覆盖）。
27、表7:公司估值表代码名称股价（元/股）EPS （元/股）PEPB1 viKJ1-1|2021/1/112019A2020E2021E20192020E2021E603993.SH洛阳铝业6.760.090.110.1478.663.348.33.6300618.SZ寒锐钻业108.770.051.062.472376.5102.344.09.0603799.SH华友钻业86.410.100.901.66825.096.351.910.2002466.SZ天齐锂业52.56-4.05-0.620.08-631.213.3002497.SZ雅化集团25.600.070.260.40364.998.
28、364.67.5002240.SZ盛新锂能23.34-0.080.080.27-295.4307.087.55.3600711.SH盛电何业8.620.120.160.3171.254.328.22.1002340.SZ格林美9.160.150.150.2459.663.038.83.4002812.SZ恩捷股份136.800.961.171.73142.7117.279.111.6300568.SZ星源材质29.590.300.350.5197.585.658.54.6002709.SZ天赐材料106.020.031.251.593547.984.566.917.6巽嘛邀ZWind.掰融源研
29、究（陶黄雌业.寒锐钻炮 华友钻业外来自W朝一致预觑力74.157.48.0信息披露证券分析师承诺本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师，以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方 法，使用合法合规的信息，独立、客观地出具本报告，并对本报告的内容和观点负责。本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的 具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。与公司有关的信息披露本公司隶属于申万宏源证券。本公司经中国证券监督管理委员会核准，取得证券投资咨询业务许可。本公司关联机构在法 律许可情况下可能持有或交易本报告提到的投资标的，还可能为或争取为这些标的提供投资银行服务。本公
30、司在知晓范围内依法合 规地履行披露义务。客户可通过索取有关披露资料或登录信息披露栏 目查询从业人员资质情况、静默期安排及其他有关的信息披露。机构销售团队联系人 华东陈陶华北李丹华南陈左茜755-238327511.态电术展望611固态电池：最具前景的新一代动力锂电612聚合物、氧化物、硫化物三大路径之争713固态电池对现有锂电产业链的或有冲击102.2.擦钻锂行业展望1221银:供需关系边际改善，动力电池用银增长明确12镇需求：不锈钢需求复苏，动力电池需求高速增长122.1.1 镇供给：全球镁供应增速放缓，新增产能多在印尼14供需平衡：需求增速快，供需紧平衡1522钻：未来供给增量较少，202
31、1年供需偏紧15钻需求：动力电池用钻需求为最大增量152.2.1 钻供给：行业龙头减产，短期供给增量较少17供需平衡：随着电动车高增长有望持续紧缺172023锂：需求向好，碳酸锂合理价格5-8万元/吨183.相关标的表目录图1：当前动力电池能够到达的能量密度水平 6图2 :历年平均能量密度和续航里程变化6图3:固态电池整体的优劣势7图4 :固态电池整体的优劣势 7图5 :三类固态电解质性质比拟 8硫化物固态电解质室温下导锂能力最优，接近传统液态电解质水平态电池三大材料（正负极+电解质）可能的材料态电池技术路径选择及代表企业进展10固态电池技术路径选择及代表企业进展11图10 :2019年全球镇
32、消费行业占比12图n :2040年全球镇消费行业占比预计 12图12 :2019钻需求分布15图13 :电池路线及对应材料关系16图14 :国内新能源汽车产量（辆）16图15 :国内手机出货量（万部）16图16 :欧洲新能源车销量高增长（万辆/季度）17图17:全球新能源汽车产量（万辆） 17图18:钻供给（万吨）17图19 :钻供需关系（万吨）17图20 :电解钻价格小幅反弹（万元/吨）18图21 :钻吨毛利处于低位（万元/吨）18图22 : 2019锂需求分布18图23 :电池级碳酸锂价格（万元/吨）19图24 :电池级氢氧化锂价格（万元/吨）19图25 :全球锂资源供需（万吨碳酸锂当量）
33、1913图26 :全球氢氧化锂供需（万吨）19表1 ：各型号不锈钢银需求（万吨）表2 :各型号不锈钢银需求（万吨）13表3:全球银需求（万吨）14表4:印尼新增NPI产能（万吨）14表5 :印尼新增湿法产能（万吨）15表6:全球银供需平衡（万吨）15表7:公司估值表201 .固态电池技术展望我们认为对于固态动力电池技术的开展，应该把握能量密度核心诉求，平安性底线， 兼顾其他性能，关注按电解质区分的三大路径（聚合物、氧化物、硫化物）竞争情况，关 注围绕金属锂负极打造电化学体系的进展情况。对当前锂电产业链，应该关注电池路径变 化对上游新能源金属材料的需求变化，正负极企业新一代电极材料的技术布局，隔
34、膜和电 解液企业的或有转型，以及铜箔/铝箔企业对固态电池或采用的正负极材料的适配技术。1.1态电池：最具前景的新一代动力锂电对动力锂电而言，能量密度为战略制高点，平安性为底线，其他性能具短板效应，故动力锂电的开展，就是在不触碰底线的情况下，追求能量密度，同时兼顾其他性能的过程。三元锂电有问题：1、潜在的平安性风险含易燃的有机溶剂，难以根除；2、存在能图2:历年平均能量密度和续航里程变化图1 :当前动力电池能够到达的能量密度水平资料来源：第一电动、申万宏源研究态电池由于能在根本上提升两大核心性能能量密度和平安性，被认为是最具前量密度天花板，电芯能量密度估计最高能到达350Wh/kg左右，当前水平
35、已接近该值，且 就算触及天花板也不能完全解决里程焦虑问题；3、平安性和能量密度存在一定矛盾关系， 镇含量的增加会降低材料的稳定性。液态锂电本身材料属性的限制不能依靠简单的技术改 良，而需要新的材料体系加以突破。资料来源：电动乘用车的能量密度及续驶里程，申万宏 源研究景的新一代动力锂电，为资本流向最多的领域。其核心优势为：1、高能量密度，其电化学 稳定窗口能到达5V以上，而三元电池在4.2-4.5V ,故能匹配高性能电极材料，其可搭载的正极材料LCO及富锂材料能到达的能量密度水平都在高银三元之上，且能兼容液态体系 难以实现的金属锂负极，据估计其单体能量密度最高能到达900Wh/kg ,有望彻底解
36、决里 程焦虑问题；2.高平安性，许多无机固体电解质材料不可燃，聚合物固体电解质存在一定 可燃风险，但相较于电解液平安性也大幅提高。图3:固态电池整体的优劣势高能量密度：电化学窗口稳定（可达5V以上），可匹配高电压电极材料 高平安性：很多无机固体电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发且不存在漏液问题柔性优势：可以制备成薄膜电池和柔性电池，相较于液态柔性更为简易和平安 循环寿命长：固体电解质有望防止界面膜和锂枝晶刺穿隔膜的问题，循环性有望提升工作范围宽：如果采用无机固体电解质，最高温度有望提高至!300及以上 体积小：固态电解质缩短了正负极间距，大大降低电池厚度快充难：固态电解质电导率低于液态电解液，倍
37、率性偏低，内阻较大本钱高：无机体系多采用CVD/PVD等复杂的工艺制备，生产速度慢，本钱昂贵资料来源：GGII、第一电动、申万宏源研究00态电池整体的优劣势资料来源：材料人/申万宏源研究1.2聚合物.氧化物.硫化物三大路径之争液态锂电技术路径的区分要点在于正极材料，而固态锂电技术路径的区分要点在于电解质。不同开展时期对能量密度这一核心诉求的主要制约因素不同，早期正极材料的进化带来能量密度的不断提升，如今液态电解质与高性能电极材料的不兼容性限制了其进一步 开展。但实际上，当下业界对于能量密度最高期望的技术核心在于金属锂负极。金属锂克容量为3860mAh/g，约为石墨的10倍,且其电化学势为-3.
38、04V自然界最低，此外其本身 就是锂源，使得正极材料选择面更宽。基于这些性能，金属锂有最终负极之称，固态 电解质对金属锂有较好的兼容性，为金属锂负极的应用提供可能。所以固态锂电的高级目标是围绕金属锂负极打造可产业化的电化学体系，未来延伸至再下一代的Li-S和Li-02电 池，其理论能量密度接近当前电池的10倍。按照电解质区分，固态电池路径可分为三类：聚合物，氧化物（菌膜或非薄膜八 硫 化物三t体系各有优劣L聚合物有良好的界面相容性和机械加工性,但室温离子电导率 低且稳定性差；氧化物离子电导率较高、环境稳定性好，但存在刚性界面接触问题，加工困难；硫化物导锂能力最优（最接近液态电解质的水平）、潜力
39、最大，但存在其本身稳定 性差、正负极界面不稳定、开发难度大。当前，三种电解质皆有企业布局，技术路径之争 尚不明朗。图5:三类态电解质性质比拟聚合物 氧化物-薄膜 氧化物-非薄膜 硫化物良好的界面相容性和机械加工性，可卷对卷生产易量产 离子导电率较高、电阻值小、倍率性和循环性优异 综合性能较优，容量较大，生产相对容易 与液态相媲美的电导率，潜力最大，最有希望用于动力室温离子导电率低，难以适配高性能正极，性能上限低 容量小、扩容难，工艺难、本钱高，主要用于电子领域 导电率略低于薄膜型稳定性差，界面电阻问题，开发难度大，生产环境要求高资料来源：Lithium battery chemistries
40、enabled by solid-state electrolytes ,申万宏源研究图6:硫化物固态电解质室温下导锂能力最优，接近传统液态电解质水平室温下导锂能力比拟e聚合物物化ft传统液态电解质a化硫W10A-810A-710A-65-A o4 一I A o3-A o2 一A o(S/cm )-110A-1资料来源：第一电动、申万宏源研究图7:种类优势劣势正极材料：一般为复合电极，除了电极活性物质外还包括固态电解质和导电剂以传输离子和电子氧化物正极. LiMn2O4原材料资源丰富、价格优势明显LiCoO2/LiFePO4/LiMn2O4/HNiO2 LiFePO4具有价格廉价、平安性高、结
41、构稳定、无环境污染 LiNiO2的热分解反响导致平安性问题 LiMn2O4充放电过程中结构不稳定硫化物正极理论比容量高出氧化物正极几倍与硫化物固态电解质匹配时不会造成严重的空 间电荷层效应，有望实现高容量和长寿命界面接触不良/阻抗高/充电难负极材料金属Li负极高容量和低电位短路风险锂合金(LixM)负极(M : In/B/Al/Ga/Sn/Si/Ge/Pb/As/Bi/Sb /Cu/Ag/Zn)碳族负极材料高容量降低Li活性，抑制锂枝晶促进界面稳定性具有适合锂离子嵌入和脱出的层状结构，充放 电效率在90%以上 Li易与氧气和水分等发生反响且不耐高温循环过程中电极体积变化大，严重时会导致电 极粉
42、化失效，循环性能大幅下降 Li活性仍会造成平安隐患理论容量低氧化物负极材料从氧化物中置换金属单质会消耗大量的Li,造TiO2、MoO2、In2O3、A12O3、Cu2O、VO2、SnOx、SiOx、Ga2C)3、Sb2O5 BiO5较高的理论比容量成较大的容量损失循环过程体积变化大、易造成电池的失效电解质：聚合物、氧化物、硫化物三大类，以此区分技术路线聚合物固态电解质（SPE）聚合物基体（如聚酯、聚酶和聚胺等）+锂盐（如LiQO4、LiAsF4 LiPF6、LiBF4等）构成氧化物晶态固体电解质包括钙钛矿型、NASICON型、LISICON型以及 石榴石型等氧化物玻璃态电解质UPON 型硫化物
43、晶态固体电解质最为典型的是thio-LISICON硫化物玻璃及玻璃陶瓷固体电解质P2s5、SiS2 B2s3等网络形成体/改性体Li2s组 成，体系包括Li2S-P2s5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良电解质化学稳定性高，可以在大气环境下稳定 存在，有利于全固态电池的规模化生产优秀的综合性能,室温离子导电率为2.3x10- 6S/cm,电化学窗口为5.5V（vs.Li/Li+）,热稳定性 较好，与LiCoO2、LiMn2O4等正极以及金属锂、 锂合金等负极相容性良好是全固态薄膜电池的标准电解质材料，并已 经得到商业化应用 室温离子电导率高 室温离子电导率高，热稳定高、平安性能好、 电化学稳定窗口宽（达5V以上）的特点，在高功率 以及高低温固态电池方面优势突出 离子传输主要在无定形区，而室温条件下