固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代!

固态电池：安全、体系、工艺上的三重迭代

SOURCE FROM: ZHONGTAI SECURITIES

全固态电池结构：

•摒弃液相组分，固态电解质充当隔膜、电解液的功能，隔离正负极，传导离子；

•电池结构不含有任何低闪点、易燃的有机溶剂；

•固态电解质具备一定的厚度和机械强度，对枝晶的产生存在一定的遏制作用。

工艺迭代方向：半固态工艺路线与现有软包工艺兼容

软包电池主要工艺流程

✓半固态路线1：隔膜涂覆固态电解质层；正极掺混固态电解质；电解液用量降低

•工艺路线与现行软包电池工艺一致，成熟度高，产线兼容，无需增设产线设备。

✓半固态路线2：增加原位固化工艺，即电解液凝胶化，降低液相组分

•工艺上的主要把控点，包括固化时间、压力和温度，以及固化与化成等工序的顺序；

•固化时间接近2-3小时，对生产效率造成一定影响；

•设备上面，工艺分为热固化、电化学固化、紫外线固化，热固化设备与传统锂电产线的热压工艺设备兼容，后者需要调整化成工艺、增加对应设备，影响小。

工艺迭代方向：全固态工艺，需要对产线进行全面升级

全固态电池生产工艺（三星）

•工厂布局需调整，增配固体电解质成膜工艺设备及生产线；

•新增等静压等新工艺，对产线影响大。等静压工艺的设备生产、调试及使用难度大，目前良率较低，需要积累大量know-how经验以赶上锂电池辊压、热压工艺的效率和良率水平；

•全固态路线，电池组分均为固相，可采用干电极技术，将浆料混合、涂布、烘干、碾压几道工序结合一体，极大提高生产效率。

产业链主要公司梳理

✓固态电解质是固态电池的关键环节：硫化物和氧化物固态电解质是两大主要路线，当前节点前者存在较大工艺难点：复杂的烧结工艺导致品质与良率偏低，且全流程管控、和惰性氛围要求导致成本高昂；氧化物+聚合物复合电解质方向，短期内具有更佳的应用前景。相关标的：【上海洗霸】、【金龙羽】、【赣锋锂业】；

✓半固态电池技术过渡路线：短期驱动因素为安全性能改善，电解液的减少使得外部加热、冲击，和内部短路造成热失控风险降低；同时半固态路线生产制造与现有软包产线兼容性高，切换方便，具备快速起量条件。电池环节相关标的【珈伟新能】、【赣锋锂业】【国轩高科】、【孚能科技】；工艺上，固液混合电解质，或原位固化、电解液凝胶化工艺，在过渡阶段可以解决当前聚合物固态电解质常温离子电导率较差的问题，相关标的【瑞泰新材】。

✓全固态的终极形态：锂离子电池实现安全、体系及工艺方向的三重迭代，电池环节【德尔股份】、【高乐股份】、【宁德时代】、【亿纬锂能】。

✓产业链格局发生变化：安全方面，软包电池胀气、极耳焊处漏液两大痛点根除，作为全固态电池理想形态，软包电池市占率有望回升，铝塑膜有望受益【明冠新材】、【新纶新材】；体系方向，负极从传统的石墨，过渡到半固态的石墨+硅碳/硅氧负极，最终全固态使用金属锂负极。正极方面，亦由中镍三元，向半固态的高镍，全固态的无钴、富锂、锂硫等极端体系发展。固态电解质膜替代传统电解液和隔膜，上游锆产业有望因LLZO电解质的开发受益【东方锆业】；工艺方面，干电极技术的使用对粘结剂提出更高要求，关注聚四氟乙烯厂商【东岳集团】。产业叠片工艺占比提升，极片切刀龙头【德新科技】。