本文時代商業(yè)研究院 作者:陳佳鑫
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來源|時代商業(yè)研究院
作者|陳佳鑫
編輯|韓迅
在固態(tài)電池電解質(zhì)的量產(chǎn)進度上,竟是跨界布局的上海洗霸(603200.SH)走在前列。
上海洗霸成立于1994年,是國內(nèi)領(lǐng)先的水處理與環(huán)境技術(shù)整體解決方案提供商。2022年,上海洗霸與中國科學院上海硅酸鹽研究所合作共建“固態(tài)電池先進材料聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”,重點攻關(guān)氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體產(chǎn)業(yè)化難題,并于當年末完成工業(yè)化標準產(chǎn)線建設(shè)工作。
2024年,上海洗霸牽頭建設(shè)的噸到10噸級/年鋰離子固態(tài)電池粉體先進材料產(chǎn)線已穩(wěn)產(chǎn)一年以上,量產(chǎn)進度業(yè)內(nèi)領(lǐng)先。
2025年7月末.上海洗霸以約1.1億元的價格競拍獲得有研新材(600206.SH)的硫化物電解質(zhì)技術(shù)、專利、設(shè)備等資產(chǎn),完成了“硫化物”“氧化物”“鹵化物”的固態(tài)電解質(zhì)全面布局,且有研新材的硫化鋰生產(chǎn)工藝優(yōu)勢突出,噸級量產(chǎn)及客戶驗證進度走在前列。
今年以來,上海洗霸股價漲幅較大,年初至今漲幅超170%,截至8月14日報收66.21元/股(前復權(quán)),總市值116.2億元。
8月13日,就電解質(zhì)技術(shù)路線、硫化物優(yōu)勢、售價與降本等問題,時代商業(yè)研究院向上海洗霸發(fā)函并致電詢問,上海洗霸表示當前正處于靜默期,無法回應(yīng)相關(guān)問題。
競拍有研新材硫化鋰資產(chǎn)完善固態(tài)電解質(zhì)布局
按照材料不同,固態(tài)電池電解質(zhì)可分為硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物等路線,其中硫化物、氧化物逐漸成為主流路線。
氧化物電解質(zhì)量產(chǎn)進度領(lǐng)先。氧化物電解質(zhì)具有高安全性特征,其不可燃特性及熱穩(wěn)定性使電池熱失控風險大大降低,且機械強度突出,可有效阻擋鋰枝晶穿透。此外,氧化物電解質(zhì)穩(wěn)定性較好,在空氣中長期存放不分解,降低了量產(chǎn)難度。目前氧化物電解質(zhì)已率先在半固態(tài)電池領(lǐng)域量產(chǎn)應(yīng)用。
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硫化物電解質(zhì)最大的優(yōu)勢為超高離子電導率,其室溫電導率達10?3~10?2 S/cm(接近液態(tài)電解質(zhì)),顯著優(yōu)于氧化物(10??~10?3 S/cm)和聚合物(10??~10?? S/cm),支持高倍率充放電。
硫化物電解質(zhì)質(zhì)地柔軟,可通過冷壓成型與電極形成緊密接觸,降低界面阻抗,柔性特性也更適配硅負極體積膨脹的特征。綜合來看,硫化物電解質(zhì)更適合全固態(tài)電池,但其穩(wěn)定性差(遇水/氧劇烈反應(yīng)生成劇毒H?S氣體),生產(chǎn)過程需全程惰性氣氛保護的特點也導致成本高及量產(chǎn)難度大。
盡管量產(chǎn)難度大,但硫化物路線仍憑借多項優(yōu)點逐漸成為全固態(tài)電池電解質(zhì)的主流方向,這從產(chǎn)業(yè)鏈各龍頭扎堆該路線也可看出。目前包括比亞迪、廣汽、一汽、長安、豐田、本田、寶馬、福特,以及寧德時代、億緯鋰能、國軒高科、松下、三星SDI等眾多國內(nèi)外車企和電池廠商,都在廣泛布局硫化物全固態(tài)電池。
寧德時代表示,2027年有望實現(xiàn)全固態(tài)電池小批量生產(chǎn);比亞迪計劃2027年左右正式開啟全固態(tài)電池的批量示范裝車應(yīng)用,并在2030年后實現(xiàn)大規(guī)模上車。
在競拍獲得有研新材硫化物資產(chǎn)前,上海洗霸主要布局氧化物及鹵化物技術(shù)路線。
2022年,上海洗霸布局固態(tài)電池業(yè)務(wù),與中國科學院上海硅酸鹽研究所張濤團隊共建“固態(tài)電池先進材料聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”,聚焦氧化物固態(tài)電解質(zhì)研發(fā),并獲得上海硅酸鹽研究所轉(zhuǎn)讓的固態(tài)電解質(zhì)專利,為其奠定技術(shù)基礎(chǔ)。張濤為中科院上海硅酸鹽所能源材料研究中心主任,長期深耕電化學儲能材料領(lǐng)域。
上海洗霸的松江基地固態(tài)電池電解質(zhì)粉體廠房已于2024年底初步建成,根據(jù)規(guī)劃,一期達產(chǎn)后將實現(xiàn)年產(chǎn)50噸級固態(tài)電池氧化物電解質(zhì)粉體產(chǎn)能;年產(chǎn)20噸級固態(tài)電池鹵化物電解質(zhì)粉體產(chǎn)線已完成設(shè)計,目前處于設(shè)備選型及安裝前的各項準備階段。
東吳證券研報顯示,當前硫化鋰生產(chǎn)工藝主要有5種路線,包括鋰硫燃爆法、碳熱還原法、液相法、CVD法、有研稀土法。前三種路線布局企業(yè)較多,而CVD法、有研稀土法分別屬于廈鎢新能、有研稀土的獨家合成工藝。其中有研稀土法優(yōu)勢突出,兼具高純度、低成本的特性,粒徑與形貌控制較好,已通過國內(nèi)頭部電池廠、日韓廠商相關(guān)驗證,實現(xiàn)噸級硫化鋰出貨。
為推動硫化鋰業(yè)務(wù)的發(fā)展,8月4日,上海洗霸發(fā)布公告稱與有研新材合資成立子公司,新設(shè)子公司注冊資本2億元,雙方均以現(xiàn)金出資,上海洗霸占注冊資本的82.5%。新設(shè)子公司經(jīng)營范圍包括新材料技術(shù)研發(fā);電子專用材料制造、研發(fā)、銷售;高純元素及化合物銷售等。該子公司后續(xù)或用于硫化鋰擴產(chǎn)。
硫化鋰固態(tài)電解質(zhì)當前價格高企(300萬~680萬元/噸),且當前具備規(guī)模量產(chǎn)能力的企業(yè)較少,僅光華科技(002741.SZ)、贛鋒鋰業(yè)(002460.SZ)、四川萬邦勝輝、有研新材等少數(shù)企業(yè)能規(guī)模量產(chǎn),這些率先量產(chǎn)的企業(yè)有望充分享受紅利。上海洗霸后續(xù)若能快速擴充硫化鋰產(chǎn)能,業(yè)績有望快速增長。
硅基負極性能及量產(chǎn)進度領(lǐng)先
上海洗霸在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局并不止于電解質(zhì),其還通過子公司布局硅基負極。
固態(tài)電池的高能量密度催生對“高比容量負極”的需求。鋰電池負極材料目前以石墨為主,具有高電導率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢,但已接近理論比容量(372mAh/g),而硅基負極理論比容量高達4200mAh/g,是石墨負極的10倍以上。實際應(yīng)用中,硅碳/硅氧復合材料比容量已突破650mAh/g,遠超高端人造石墨的360mAh/g。
此外,硅基負極還擁有卓越的快充性能。硅的晶體結(jié)構(gòu)允許鋰離子從多個方向嵌入和脫出,大幅降低離子擴散阻力,支持4~6C高倍率快充。在低溫環(huán)境下,硅基負極工作電位(0.3~0.5V)略高于石墨(0.2V),減少低溫析鋰風險,提升在低溫環(huán)境下的可靠性。
憑借高比容量、卓越快充性能,硅基負極已成為全固態(tài)電池負極的首選。
近年來硅基負極已率先在消費電子領(lǐng)域應(yīng)用,搭載硅氧負極電池的小米、華為等旗艦手機實現(xiàn)電池容量顯著提升。
上海洗霸年報顯示,2019—2023年,中國硅基負極材料行業(yè)市場規(guī)模從3.71億元增長至76.38億元,復合增長率達到113.01%,并預計2024年進一步增長至85億元。
但硅基負極的體積膨脹問題很大程度上阻礙其推廣應(yīng)用。硅基負極在完全嵌鋰狀態(tài)下體積膨脹率高達280%~420%(石墨僅12%),膨脹應(yīng)力擠壓周圍導電劑,脫鋰后導電劑無法復位,造成電子傳輸通道斷裂,內(nèi)阻激增。硅基負極的缺陷本質(zhì)是體積膨脹引發(fā)的連鎖反應(yīng):膨脹→結(jié)構(gòu)破壞→SEI不穩(wěn)定→鋰損耗→容量衰減。
上海洗霸在硅基負極的布局延續(xù)了電解質(zhì)的產(chǎn)研結(jié)合路徑。上海洗霸子公司山東復元新材料科技有限公司(下稱“山東復元”)基于復旦大學趙東元院士團隊的有序介孔碳材料技術(shù),通過創(chuàng)新的介孔碳骨架結(jié)構(gòu)解決了硅基材料膨脹難題,開發(fā)出近零膨脹硅基負極。
此外,上海洗霸硅碳負極材料(近零膨脹)年產(chǎn)10噸級產(chǎn)線已于2023年初完成安裝與調(diào)試,并已穩(wěn)產(chǎn)一年以上,產(chǎn)品的性能與品質(zhì)測試結(jié)果處于國內(nèi)先進水平,合格樣品已得到國內(nèi)消費電池大廠的技術(shù)和商務(wù)認可,放大百噸級產(chǎn)線已安裝結(jié)束,現(xiàn)處于設(shè)備調(diào)試的最后階段。
上海洗霸也在加速硅碳負極業(yè)務(wù)的拓展。2024年,上海洗霸通過設(shè)立控股子公司浙江領(lǐng)硅科技有限公司(持股65%)拓展硅碳負極業(yè)務(wù);2025年4月,山東復元引入了寧德新能源戰(zhàn)略投資,并對山東復元核心團隊進行股權(quán)激勵。
(全文2731字)
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