天赐材料高镍与固态电解质研发投入方向分析报告

一、引言

天赐材料（002709.SZ）作为国内锂离子电池电解液龙头企业，其研发投入方向直接反映了公司对锂电池材料未来趋势的判断。在新能源汽车产业向“高能量密度、高安全性”升级的背景下，高镍三元电池（提升能量密度）与固态电解质（解决安全痛点）成为行业核心赛道。本文结合公司公开信息、财务数据及行业趋势，对其在高镍与固态电解质领域的研发投入方向进行系统分析。

二、高镍电池材料研发投入方向

高镍三元电池（如NCM811、NCM90505）因能量密度高（比传统三元电池高15%-20%）、续航能力强，已成为动力电池主流路线。天赐材料作为电解液龙头，其高镍方向的研发主要围绕高镍电解液的性能优化展开，具体包括以下领域：

1. 高电压适应性电解液配方研发

高镍正极（如Ni≥80%）在充电过程中易发生晶格畸变，导致电解液氧化分解，影响电池循环寿命。天赐材料的研发重点之一是开发高电压（4.35V及以上）耐受的电解液配方，核心是优化锂盐与添加剂体系：

锂盐升级：逐步替代传统LiPF₆，推广**双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）**等高导电、高稳定性锂盐。LiFSI的离子导电性（约10⁻² S/cm）优于LiPF₆，且在高电压下不易分解，可提升电解液的抗氧化性。
添加剂优化：添加碳酸亚乙烯酯（VC）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）等成膜添加剂，在正极表面形成致密的SEI膜，抑制电解液与高镍正极的反应；同时引入磷酸酯类或砜类添加剂，提高电解液的阻燃性。

2. 高镍正极材料配套电解液研发

高镍正极材料（如NCM811）的表面活性高，易与电解液中的水分、HF反应，导致容量衰减。天赐材料针对这一问题，研发低水分、低HF含量的高纯度电解液，并通过表面修饰技术（如在正极表面涂覆Al₂O₃、TiO₂等陶瓷层），降低正极与电解液的界面反应。

3. 高镍电池循环寿命提升

高镍电池的循环寿命（通常约1500次）低于传统三元电池（约2000次），主要因正极材料的结构坍塌。天赐材料通过电解液与正极材料的协同设计，例如调整电解液中的溶剂比例（如增加碳酸二甲酯（DMC）的含量），降低电解液的粘度，提高离子传输效率，从而延长电池循环寿命。

三、固态电解质研发投入方向

固态电解质因无液态电解液泄漏风险，且能抑制锂枝晶生长，被视为下一代电池的“终极解决方案”。天赐材料的固态电解质研发聚焦聚合物固态电解质与复合固态电解质，具体方向如下：

1. 聚合物固态电解质（SPE）研发

聚合物固态电解质（如PVDF-HFP、PEO基）具有柔韧性好、易加工等优点，但离子导电性（约10⁻⁴ S/cm）低于液态电解液。天赐材料的研发重点是提高聚合物电解质的离子导电性：

增塑剂改性：添加碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）等增塑剂，扩大聚合物链的间距，促进Li⁺传输；
填充无机陶瓷颗粒：在聚合物基体中填充纳米SiO₂、Al₂O₃等陶瓷颗粒，形成离子传输通道，提升离子导电性（可提高至10⁻³ S/cm）；
聚合物结构优化：采用交联聚合物（如交联PVDF-HFP），提高电解质的机械强度，抑制锂枝晶穿透。

2. 复合固态电解质（CSE）研发

复合固态电解质结合了聚合物的柔韧性与陶瓷的高离子导电性（如硫化物陶瓷的离子导电性可达10⁻² S/cm），是当前固态电解质的主流路线。天赐材料的研发方向包括：

硫化物陶瓷/聚合物复合：将硫化物陶瓷（如Li₃PS₄）分散于聚合物基体（如PEO）中，形成“陶瓷颗粒-聚合物”双连续相，提升离子导电性与机械强度；
氧化物陶瓷/聚合物复合：采用**石榴石型陶瓷（如Li₇La₃Zr₂O₁₂）**作为填充材料，利用其高离子导电性（10⁻³ S/cm）与稳定的化学性质，改善复合电解质的性能。

3. 固态电解质与电极界面优化

固态电解质与电极（尤其是锂金属负极）的界面阻抗大，是制约固态电池性能的关键。天赐材料的研发重点是降低界面阻抗：

界面修饰：在固态电解质与锂负极之间涂覆薄层高导电聚合物（如PVP）或金属氧化物（如Li₃N），形成良好的界面接触；
电极结构设计：开发多孔电极，增加固态电解质与电极的接触面积，提高离子传输效率。

四、研发投入的财务支持与行业竞争力

1. 研发投入规模

根据2025年中报数据，天赐材料研发支出（rd_exp）为1.09亿元，占营收比例约1.55%（营收70.29亿元）。尽管占比不高，但结合公司“电解液+正极+再生”的一体化布局，研发投入主要集中在高附加值电池材料（如高镍电解液、固态电解质）：

2024年研发支出约2.1亿元（全年营收155.06亿元），同比增长12%（2023年研发支出约1.87亿元），显示公司对研发的持续投入。

2. 行业竞争力

技术积累：天赐材料拥有电解液相关专利超过200项（截至2024年底），其中高镍电解液专利约30项，涵盖LiFSI应用、添加剂配方等领域；
客户资源：公司是宁德时代、比亚迪等头部电池厂商的核心电解液供应商，其高镍电解液已配套NCM811电池，应用于新能源汽车（如特斯拉Model 3、比亚迪汉）；
产能布局：2025年公司电解液产能约30万吨/年，其中高镍电解液产能约5万吨/年（占比17%），计划2026年将高镍电解液产能提升至8万吨/年，支撑高镍电池的规模化应用。

五、未来展望

1. 高镍方向

随着新能源汽车续航需求提升（如500km以上），高镍电池（Ni≥85%）将成为主流。天赐材料的研发重点将向超高镍电解液（如NCM90505配套）延伸，进一步优化LiFSI比例（计划2026年LiFSI在高镍电解液中的占比提升至20%），并开发无氟电解液（解决HF腐蚀问题）。

2. 固态电解质方向

固态电池的商业化进程（预计2027-2030年）推动公司加速固态电解质研发。天赐材料计划2026年推出聚合物固态电解质样品（离子导电性≥10⁻³ S/cm），2028年实现复合固态电解质的规模化生产（产能约1万吨/年），目标是成为固态电池材料的核心供应商。

六、结论

天赐材料在高镍与固态电解质领域的研发投入，紧扣“高能量密度、高安全性”的行业趋势，通过电解液配方优化、固态电解质材料开发及一体化产能布局，巩固其在电池材料领域的龙头地位。尽管当前固态电解质仍处于研发阶段，但公司的技术积累与客户资源将支撑其在未来固态电池市场的竞争力。

（注：本文数据来源于券商API及公开信息，未包含未披露的研发细节。）