固态电池作为全球公认的下一代锂电池,正从实验室加速走向产业化。东莞证券报告指出,2024年国内半固态电池出货量约5GWh,搭载半固态电池的新车型超5款。EVTank预计2030年全球固态电池出货量将超600GWh,在整体锂电池中渗透率约10%。固态电池对高能量密度的追求正在推动负极材料从石墨向硅基负极迭代,而碳纳米管(尤其是单壁碳纳米管)是最契合硅基负极的导电剂,且固态电池对碳纳米管的添加量较液态电池有所提升。在固态电池领域布局领先的碳纳米管企业将率先受益。
固态电池产业化进程加速——2024年里程碑之年
2024年是固态电池产业化的关键转折年。国内半固态电池产能规划累计接近300GWh,落地产能约15GWh,出货量突破1GWh(全年约5GWh)。搭载(半)固态电池上市的新车型超过5款,蔚来ES6/ET7(150kWh半固态电池)、东风E70、岚图追光、赛力斯SERES5等已实现搭载。
2024年下半年以来,多家企业公布固态电池进展:宁德时代全固态电池研发团队扩充至超1000人,已进入20Ah样品试制阶段,预计2027年小批量生产;鹏辉能源发布第一代固态电池,预计2026年建立产线并批量生产;太蓝新能源与长安汽车联合发布无隔膜半固态电池技术,规划2027年实现批量生产。
主流车企启动固态电池车型量产规划。上汽计划2027年量产全固态电池车型,广汽埃安2026年量产搭载,长安2027年全固态电池装车验证,丰田计划2027年量产搭载全固态电池的电动汽车。EVTank预计2025年全球固态电池出货量超10GWh(翻倍增长),2030年超600GWh,渗透率约10%。
固态电池对碳纳米管的增量需求逻辑
固态电池对碳纳米管的需求拉动体现在三个层面:
第一,负极材料迭代驱动碳纳米管需求。固态电池对高能量密度的要求,正促使负极材料从石墨向高比容量的硅基负极迭代。硅基负极存在导电性差、体积膨胀率高等缺陷,碳纳米管(特别是单壁碳纳米管)是最契合硅基负极的导电剂,能够弥补导电性差、缓解膨胀应力、提高循环寿命。
第二,固态电解质特性提升添加量。固态电池的固态电解质具有较高离子导电性和较低电子导电性,对碳纳米管产品的要求更高,且固态电池对于碳纳米管导电剂的添加量相较于液态锂电池有所提升。
第三,单壁碳纳米管适配性最优。单壁碳纳米管管径仅1-2nm,弹性模量1000-3000GPa,导电效率超多壁碳纳米管10倍,更适用于对性能要求严苛的固态电池体系。
头部碳纳米管企业的固态电池卡位
天奈科技在固态电池领域的客户覆盖度最高。目前市场上研究及开发类固态、半固态、全固态的电池厂商绝大部分都是天奈科技的客户。公司单壁及相关复合产品主要用于高能量密度、快充等应用场景,已有百吨订单。随着固态电池产业化推进,天奈科技有望凭借最广泛的客户覆盖获得最大订单弹性。
道氏技术在固态电池领域同样积极布局。公司硅碳负极已向某固态电池厂商实现小批量供货,也已送样太蓝、盟固利等主流固态电池厂商。单壁碳纳米管产品也向太蓝、卫蓝等主流固态电池厂商送样测试,在部分中小客户中已实现小批量供货。
其他企业:宁德时代全固态电池已进入20Ah样品试制阶段,其供应链将优先选择已建立合作关系的碳纳米管供应商。中创新航、鹏辉能源、清陶能源、卫蓝新能源、赣锋锂电等均有固态电池量产规划,碳纳米管供应商的卡位将决定其受益程度。
固态电池碳纳米管需求弹性测算
假设2030年全球固态电池出货量600GWh,碳纳米管添加量较液态电池提升30%(从约1%提升至1.3%),对应碳纳米管需求约7.8万吨。当前全球碳纳米管导电剂市场规模67.4亿元,仅固态电池一项就将带来数倍于当前市场的增量空间。
若单壁碳纳米管在固态电池中渗透率达50%,2030年单壁碳纳米管粉体需求约3900吨,按价格逐步下降至500万元/吨计算,对应市场空间约195亿元。单壁碳纳米管企业有望获得巨大业绩弹性。
投资节奏上,2025-2026年半固态电池放量将率先拉动碳纳米管需求,2027-2030年全固态电池量产将打开更广阔的长期空间。东莞证券建议关注天奈科技(688116)和道氏技术(300409)。
固态电池产业化进程与碳纳米管需求| 时间节点 | 固态电池进展 | 碳纳米管受益逻辑 | 相关企业 |
|---|
| 2024 | 半固态电池出货约5GWh,5+车型搭载 | 碳纳米管添加量较液态提升 | 天奈科技客户覆盖最广 |
| 2025E | 固态电池出货超10GWh(翻倍) | 半固态电池放量,单壁碳管需求启动 | 道氏技术送样太蓝/卫蓝 |
| 2027E | 宁德/上汽/丰田等全固态量产 | 全固态电池拉动单壁碳管高增 | 头部碳纳米管企业订单放量 |
| 2030E | 固态电池出货超600GWh(渗透率10%) | 单壁碳管渗透率提升,价格下降 | 具备量产能力的企业受益 |