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电气设备电池科技前瞻系列报告之十七：

电气设备

锂硫电池，仰望星空到脚踏实地

维持

维持强于大市

张亦弛

zhangyichi@010SAC执证编号：S1440520040001

万炜

wanwei@021SAC执证编号：S1440514080001SFC中央编号：ASH820

任佳玮

renjiawei@021SAC执证编号：S1440520070012发布日期：2021年07月08日

市场表现

74%54%34%14%-6%

电气设备上证指数

相关研究报告

锂硫电池，一种载流子与一个主反应

锂硫电池是除固态电池（概念有交叉，不失一般性）外的热门细分路径。该电池有极高的正负极理论容量（1672mAh/g，3860mAh/g）和理论质量能量密度（2510Wh/kg），远高于当前插层式正极-石墨负极的理论质量能量密度上限。

对硫正极而言，较低的离子电导和电子电导，较高的体积变化的负面影响较大；对锂金属而言，强还原性，枝晶生长，较高的体积变化等问题也是阻碍其实际应用的长年“拦路虎”。

质量能量密度“第一性”开始，锂硫电池的学术研究进展

除电极的问题之外，不同类型的电解质也面临着不同类型的待解决体相/界面问题。液态电解质锂硫电池的主要问题是多硫化物“穿梭效应”；固态电解质则需解决固体电解质的体相与电解质电极界面问题。总体而言，质量能量密度在300Wh/kg或更高的锂硫电池已有若干学术报道，和理论性能相比效果差强人意。

另一方面，锂硫电池的循环寿命、倍率性能，尤其是体积能量密度，和现有液态锂离子电池相比，仍然存在一定差距。

锂硫电池专利布局：这次的领头羊是LG

LG系公司专利数量遥遥领先，各类发明及实用新型专利规模达到600个。另据报道，韩国高空长航时太阳能无人机使用了LG化学提供的锂硫电池。我们对相关专利内容进行了分析：在材料体系和工艺上，LG对正极、电解液和隔膜均有优化；优化手段涵盖掺杂、包覆乃至宏观结构构建，但没有优秀的全电池性能出现。

四、满足需求创造需求，再看技术供给

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投资评价和建议

鉴于锂硫电池应用的特殊性，实际专利布局情况以及LG新能源即将上市的契机，我们建议投资者关注其供应商：中伟股份，恩捷股份，星源材质，璞泰来，新宙邦等（锂硫电池应用并不会影响应用于动力电池的正极前驱体、正极、负极供应商，相反会进一步提升市场关注度）。同时，持续建议投资者关注LG新能源的最大竞争对手、全球动力电池巨擘宁德时代，及其供应商。另外，锂等电池资源相关标的也应得到合理配置。

风险分析

技术进步不及预期，新能源汽车产销规模不及预期，资源品涨价超预期，新能源汽车安全性风险，政策风险。

电气设备

电气设备

行业深度报告

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目录

一、锂硫电池，一种载流子与一个主反应 1

二、质量能量密度“第一性”开始，锂硫电池的学术研究进展 4

1、如果是液体电解质？和“穿梭效应”的斗争 4

2、如果是固体电解质？界面性能和体性能的需求 6

3、锂硫电池质量能量密度和体积能量密度的“横向pk” 7

三、锂硫电池专利布局：这次的领头羊是LG 10

1、锂硫电池专利规模 10

2、LG做了什么？典型专利内容浅析 10

四、满足需求创造需求，再看技术供给 16

投资评价和建议 20

风险分析 21

图表目录

图表1：“下一代电池”分类示意* 1

图表2：锂硫电池不同阶段反应产物和正极容量电压曲线 1

图表3：不同类型电解质锂硫电池示意 2

图表4：部分学者认为固态锂硫电池、固态锂空气电池是锂电池的“终极形态”