电池科技前瞻系列报告18：锂金属电池，荆棘圣杯-211220免费下载

本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供，由中信建投（国际）证券有 限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。 证券研究报告·行业深度报告 电池科技前瞻系列报告之十八：锂金属电池，荆棘圣杯 锂金属电池？以负极的“终极形态”之名 高容量、低电压锂离子电池负极材料的极限，是具有高达3860mAh/g 的理论容量，和 0V 对锂电压的锂金属本身。锂金属作为锂电池负极的科学、工程与商业化努力早在（成功商业化的）锂离子电池诞生之前就已开始，但因为安全性不佳、循环寿命偏低等原因未在应用层面取得实质性进展。另一方面，学界、业界对锂金属负极与对应电池的研究从未停止。 依托液体电解质，锂金属电池的研究现状 锂金属负极搭配常规电解液时，均匀稳定保护性强的 SEI 膜形成相当困难，这使得锂枝晶形成与演进、锂负极-电解液界面副反应推进、反应产物导致电池体积变化等方面的负面效果明显，放大了电池的缺点。应对方式主要包括：调整负极侧锂金属的厚度，营造厚度适宜、形态良好的 SEI 膜的产生条件；调整电解液溶剂和锂盐的配方及浓度，如使用 LiFSI 等锂盐，使用新型溶剂等，采用浓盐等。SES 称其锂金属电池能量密度达 400Wh/kg。 选用固态电解质，权衡和坚持 部分固态电解质的对锂稳定性、热稳定性更高，离子电导也可接受。固态电解质的主要问题在于循环过程中电解质-负极界面接触劣化、锂向电解质内部扩散并膨胀破坏电解质完整性等。不同类型的固体电解质性能不同，但尚未发现一种综合性能优越的锂金属固体电解质。三星的银碳复合负极薄层固态电池是目前公开信息的性能最优越的固态锂金属电池，具备超过 900Wh/L 的体积能量密度，和超过 1000 次的循环寿命。 锂金属电池专利布局：多帆竞发 锂金属电池专利的主要申请人包括多个传统锂电池企业，同时也有高校及科研院所、“下一代电池”初创企业等。专利的侧重点各有不同，材料、工艺、设备等均有涉及。综合学术研究和专利结果，锂金属电池基本处于容量小（Ah 级别为主）、循环寿命低（低倍率条件下 500 次左右就是较好结果）的相对早期阶段。和容量大、性能均衡的液态锂离子电池相比，锂金属电池尚不具备综合性能优势。 投资评价和建议 锂金属电池科技前瞻性很强，关注开展锂金属电池科技探索的电池企业龙头和创业新秀。锂金属作为负极高容量，与其搭配的正极也以高容量、高电压为宜，关注...