固態電池行業之鋰金屬負極專題報告：負極長期方向，關注各工藝領先企業.pdf

固態電池行業之鋰金屬負極專題報告：負極長期方向，關注各工藝領先企業。核心觀點：鋰金屬負極較石墨、硅碳可實現更高的能量密度，為固態電池負極側長期迭代方向；國內外企業已逐步應 用鋰金屬負極方案，首款鋰金屬負極全固態電池已實現上車路測；工藝上，壓延法率先實現規模化落地，向更薄迭代， 長期也建議關注蒸發鍍、液相法；格局上，鋰企、負極廠、箔材廠多方參與。建議積極布局各個工藝路線的領先企業。

鋰金屬負極：可實現更高的能量密度，為負極長期迭代方向。傳統的負極材料石墨的循環性能好，但理論容量低；硅 基負極理論容量高，但充放電過程中膨脹過大；鋰金屬擁有超高理論比容量和較低的電化學電位，根據歐陽明高院士， 國內 2030 年前重點突破 500Wh/kg 電池，正負極側主要依賴負極迭代，硅負極在助力電池能量密度突破 400Wh/kg 后 的邊際提升有限，鋰金屬負極已定性為負極側長期迭代方向。

痛點：鋰枝晶構成產品應用的主要瓶頸。鋰金屬的高活性和其表面 SEI 的鋰離子擴散能壘較高會促進鋰枝晶的形成， 鋰金屬的不均勻沉積和枝晶生長會引發鋰的體積膨脹、死鋰產生、SEI 破裂、極化電壓增大、電池短路等問題，構成 當前主要瓶頸，人工 SEI 膜、改性集流體、引入固態電解質是主要的改善鋰枝晶的手段。

市場：國內外企業逐步應用，30 年固態電池用鋰金屬出貨有望達 7700 噸。當前大多數企業仍采用更為成熟的硅碳負 極，海外日產、LG、SK On、Solid Power、Factorial Energy，國內寧德時代、清陶能源等逐步應用鋰金屬負極方案， 今年初全球首款鋰金屬負極全固態電池上車（奔馳）路測。當前鋰金屬負極出貨較少，我們假設 2030 年全固態電池 出貨 180GWh，鋰金屬負極滲透率 20%，采用雙面 20um 鋰箔，測算鋰金屬用量約 7700 噸，市場近百億元。

工藝：壓延法率先實現規模化落地，長期看關注蒸發鍍、液相法。我們認為壓延法率先實現規模化落地，但機械加工 對于制備 20um 以下超薄鋰帶有所限制。長期看，5-6um 是更為理想的鋰層厚度，鋰帶過厚會導致鋰的冗余，帶來重量 冗余，不利于能量密度的提升，也推高了成本。一方面，壓延法仍有將鋰帶持續做薄的可能性，另一方面液相法、氣 相沉積法是潛在發展的方向，這兩種工藝均可制備超薄鋰帶，但是離規模化量產仍有較大距離，氣相沉積法在提升沉 積速率、液相法在提高均勻性&提升銅鋰浸潤性上仍有較大迭代空間。

格局：鋰企、負極廠、箔材廠多方參與，積極布局分工藝的領先企業。鋰企如贛鋒鋰業、天齊鋰業、天鐵科技等，背 靠豐富的鋰資源和金屬鋰產能布局，在原材料金屬鋰錠的制備上具備成本、質量優勢；負極廠如璞泰來、道氏技術、 貝特瑞等同時在硅碳負極、鋰金屬負極上形成布局；箔材廠如中一科技、英聯股份等也涉足鋰金屬負極。按工藝劃分， 天鐵科技、贛鋒鋰業在壓延法上領先，英聯股份在蒸發鍍上領先，道氏技術、中一科技等在液相法上領先。