固态电池真正的受益金属—-锗

核心要点：

1、锗锂体系固态电池是导电性能唯一接近液态电池的技术路线。

2、固态电池装车及产业化速度超预期加快，锗锂固态电解质用量将爆发式增长。

3、A股拥有锗矿的上市公司锗资源预计将有数十倍业绩增量，堪比20-21年锂矿公司业绩增长

 一、锗锂固态电池导电性能最为接近液态电池

固态电池是使用固体电极和固体电解质的电池，其与传统液态电池的区别在于用固态电解质替换掉了原有的液态电解液。固态电解质的类型主要有三类，其中硫化物固态电解质，主要使用硫化锂及锗、磷、硅等元素的硫化物，传输通道大，电负性适宜，电导率最高。

目前主要有三类固态电解质技术路线：

l 聚合物固态电解质：主要使用聚环氧乙烷（PEO）及其衍生材料；

l 氧化物固态电解质：主要使用锂镧钛氧化物、石榴石结构的锂镧锆氧化物、快离子导体等。

l 硫化物固态电解质：主要使用硫化锂及锗、磷、硅等元素的硫化物。

【补充：最近较火的锆就属于第二类氧化物固态电解质，但事实上，代表的LLZO电解质（锂镧锆氧）电导率并非最优，且需要用到只有中国能产出的极度稀缺的镧元素，国内外机构对这套技术路线的认可度普遍相对不高。】

离子电导率低一直是影响固态电池应用的最大障碍。离子电导率指锂离子在电解质内移动的顺畅情况。固态电池的电导率普遍低于液态离子电导率，相当于“运动员”来回奔跑的阻力变大，速度自然变慢。固态电解质和正负极是固固接触，锂离子在界面之间的传输阻力更大。低电导率使锂离子在电池内部传输效率过低，影响固态电池的快充能力和循环寿命，也无法让电池容量正常释放。

锗锂固态电解质是硫化物固态电解质的典型代表，其电导率是三类固态电解质中最高的。被视为最优解的LGPS电解质（ 即Li10GeP2S12，Ge—锗）是目前室温下电导率最高的固体电解质，其电导率高达1.2x10-2S/cm，可与液态电解质达到同一数量级；而其他电解质因电导率低，其电池应用能力将有所削弱。

LGPS的一般工艺路线是：将硫化锂（Li2S）、二硫化锗（GeS2）及五硫化二磷（P2S5）经过真空烧结后压片得到。

二、锗锂固态电池是最具潜力的固态电池产业化方向

硫化物电解质由于离子电导率极高、电化学稳定窗口较宽（5V以上），受到了众多企业的青睐，尤其是日韩企业投入了大量资金进行研究。其卓越的导电能力使得其成为开发潜力最大的固态电池研究方向。

尽管其与锂电极的界面稳定性方面有待提升，但近年来，在提高锗锂固态电解质稳定性方面也有诸多成果，通过机械压制等手段可显著提升LGPS固态电池临界电流密度。例如哈佛大学李鑫教授团队采用机械压制的方法，有效避免电解质LGPS和金属Li之间的化学/电化学反应和锂枝晶的生长。复合负极的双层结构在电池循环过程中会转变成一层锂化石墨，避免了锂金属和LGPS之间直接接触发生界面化学反应。

锂锗化物固态电池（LGPS体系，Li10GeP2S12）因其出色的导电水平成为最有应用前景的固态电解质方案。而锗元素本身因为相对稀缺成为该电解质方案的核心关键要素。

例如，赣锋锂业，由许晓雄博士牵头的研究团队已经基本解决了硫化物固态电解质在负极界面上性质不稳定的问题。接下来产业化关键要点是，锗锂电解质必须要用到锗，而锗因为相对稀缺而价格偏高、供应不足。按照赣锋的规划，其第二代固态电池将是基于高镍三元、含锂负极的混合固液锂电池，能量密度大于300Wh/kg。

固态电池装车及产业化速度超预期加快，半固态电池、全固态电池产业化进程明显提速。三年前业界普遍认为固态电池还有漫漫长路要走，但2022年来固态电池相关配套产品的专利技术、技术研发取得多重突破，固态电池量产有望加速落地，产业链各环节上市公司纷纷加快对固态电池的布局。

现在的锗可以类比于19-21年的锂、钴、镍，属于用量即将数十倍爆发的阶段。锗锂前驱体固态电池是最有潜力的固态电池解决方案，它的电池产品电性能将与现有的液态锂电池最为接近。如果未来固态电池量产，对锗的需求量预计将有50-100倍的增量，将远超现有的锗金属在光伏和半导体领域的用量。

在这场电池技术变革的浪潮中，谁家拥有大量的锗矿，谁家就享受最大的资源红利。类比21年锂矿公司的业绩爆发，其增幅可以参考2021年的$天齐锂业(SZ002466)$、$赣锋锂业(SZ002460)$

三、A股锗资源上市公司

国内只有两家公司有富集锗矿且生产锗金属材料产品，具备明显的资源优势。

1、$云南锗业(SZ002428)$：当前市值70亿

云南锗业的官网明确写道：云南锗业拥有全球最丰富的锗矿资源。全球已经探明锗资源的储量8600吨，其中美国锗资源储量3870吨,占全球储量的45%，居于首位；中国第二，储量3500吨，占全球储量的41%，其中云南锗业占900吨，占中国储量的26%。

从1984年开始，美国就将锗作为国防储备资源进行保护，尤其是近几年已基本不再进行锗的开采，选择从外国进口，而主要的进口源就是中国（美国禁止锗矿开采有诸如军备战略物资保护方面的考虑，在这里不加赘述，有关心该问题的朋友可以手动搜索一下）。

云南锗业近年一直在走高端路线，开采的锗重点用于加工高纯锗衬底光伏材料（多用于太空光伏）及锗半导体材料，这块的市场容量事实上相对较小，且定价权不在云南锗业手上，导致近些年业绩一直平平淡淡。未来随着固态电池对锗用量的不断提升，锗化合物对公司的业绩增量将有望出现爆发式增长。

2、驰宏锌锗（600497）：当前市值280亿

驰宏锌锗同样位于云南，拥有铅锌、钼等金属矿山，其中自有铅锌矿中伴生锗、银、金、铋、镉、锑等多种有价金属。公司保有铅锌资源量超3200万吨，已探明锗资源储量超过600吨。

驰宏锌锗的锗产品主要为超纯锗原料，用于半导体和探测器、红外光学锗单晶和太阳能锗单晶原料、锗合金及其他锗深加工应用领域。

注：不作为证券推荐或投资建议，旨在提供更多信息，作者不保证其内容准确性。