锂金属负极最新调研纪要

锂金属负极最新调研纪要

 

 

• 技术原理与核心优势：锂金属负极本质上具有更高的理论比容量和较低的电化学电位，是打开能量密度上限绕不开的环节。当前硅碳负极是中期较成熟方案，但属掺杂应用，难以实现纯硅方案。在400Wh/kg以下能量密度水平，硅碳负极可提升能量密度；在400-500Wh/kg及以上的长期迭代中，锂金属负极是核心发展趋势。

 

• 固态电池适配性：锂金属负极应用的主要瓶颈是锂枝晶问题。在液态电池中，锂枝晶生成会刺穿SEI膜，导致锂持续消耗、电池循环寿命降低，严重时会刺穿电解质膜，引发电池内部失效。而固态电池体系能抑制锂枝晶发展，所以锂金属负极在固态电池中更适配。

 

• 行业发展共识：行业已形成锂金属负极作为高能量密度负极核心趋势的共识。欧阳明高院士2025年2月发言指出，锂负极的硫化物全固态电池是长期发展方向。

 

 

• 核心痛点：锂枝晶问题：锂金属负极的核心痛点是锂枝晶生长。当正极侧的锂迁移至负极，易因沉积不均匀形成枝晶。枝晶会刺穿SEI膜，导致锂持续消耗、电池循环寿命降低；更严重时会刺穿电解质膜，导致电池内部失效。此外，枝晶产生会引发负极膨胀、形成死锂，导致SEI膜破裂和不停重构，加剧循环寿命下降，最严重会引发电池短路。当前主流应对方向之一是采用人工SEI膜处理。

 

• 2030年市场规模测算：2030年锂金属负极市场规模测算假设：2030年全固态电池出货180GWh，锂金属负极渗透率20%，采用双面20微米锂箔（合计40微米）。基于此，单考虑锂金属部分用量约7700吨，对应近百亿市场规模。

 

 

• 压延法：当前主流工艺：压延法是当前较为成熟的工艺，历史悠久，有望实现产业化和规模化。其工艺为先挤出，再通过压延进一步做薄。当前市场主流锂带厚度比20微米更厚，受碟片压或卷绕处理超薄材料的技术限制，目前较好水平是20微米。未来几年，20微米锂带大概率仍是主流，但长期并非理想状态。固态电池锂负极理想厚度为5 - 6微米，过厚会导致锂冗余，不利于能量密度提升和降本。压延法有工艺迭代空间，继续做薄可能，20微米并非极限，是近期可见的规模化工艺。

 

• 液相法与气相法：潜在方向：液相法和气相沉积法是制备超薄锂带的潜在新工艺，原理上可制备超薄锂带，但距量产和规模化有较大距离。液相法基于锂熔点低，将锂熔融成液态后喷涂在集流体上，工艺简单，但锂与铜集流体浸润性差，易形成球状液滴，需在基底预涂有机过渡层改善浸润性以制备超薄锂，后续需突破过渡层设计和均匀性问题。气相沉积法包含蒸发镀等多种方式，其中蒸发镀最具可行性，原理是在真空环境下加热锂金属使其蒸发，再在铜箔上冷凝成膜。蒸发镀在工业中不陌生，但在锂金属领域应用未完全成熟，正往中试推进，被认为是气相沉积法中最适合生产超薄锂带的技术，具备可重复性，未来有望实现工业规模化生产。电沉积法因不太成熟未详细赘述。

 

• 工艺对比与商业化进展：主流工艺在技术成熟度、加工性能和经济性上存在差异。技术成熟度顺序为压延法>气相沉积法>液相法>电沉积法；加工性能顺序为气相沉积法、液相法>压延法>电沉积法；经济性顺序为液相法>压延法>气相沉积法>电沉积法。商业化进展方面，压延法会率先实现规模化落地；液相法和气相沉积法作为长期潜在方向，目前距量产和规模化仍有较大距离。

 

 

• 参与企业类型与布局：锂金属负极领域主要有锂企业、负极厂及箔材厂三类参与主体。锂企业如天铁、赣锋、天齐，依托丰富的锂资源和金属锂产能布局，在锂锭制备上具备成本和质量优势。负极厂方面，璞泰来、道氏、贝特瑞等企业在硅碳负极与锂金属负极上形成双路线并行的发展局面。箔材厂中，传统复合铜铝领域的中一科技、英联股份等企业也涉足锂金属负极。

 

• 各工艺领先企业：从工艺划分来看，不同企业在压延法、蒸发镀、液相法等工艺上各有领先。压延法领域，天铁科技与星际能源合作开发锂铜复合带，其产品质量较领先；赣锋锂业在该工艺上也较为领先。蒸发镀工艺中，英联股份从复合铝箔的蒸发镀工艺迁移而来，已应用于锂金属负极，并与某头部车企合作。液相法方面，道氏技术与电子科大合作，以液相法为主；中一科技则采用液相法布局锂铜金属一体化复合负极材料。此外，贝特瑞布局了锂碳复合材料。

 

锂金属负极是固态电池负极侧的长期发展路线，压延法因技术相对成熟，有望率先实现规模化落地；长期看，液相法、气相法是潜在发展方向。首推压延法领先的天铁科技（其与星际能源合作良好，锂铜复合带质量较优），同时关注赣锋锂业（压延法技术领先）、英联股份（蒸发镀工艺迁移布局）、道氏技术（液相法合作电子科大）。