（报告出品方/作者：中信建投证券，朱玥、张亦弛、马天一）

一、锂金属电池？以负极的“终极形态”之名

1、锂金属，负极的“圣杯”

锂离子作为载流子，其优越的本征性能由较小的离子半径、较高的荷质比决定。所以，高性能二次电池常意味着某种类型的锂离子电池。商业化的正极材料比容量更低（~-mAh/g），所以正极材料的容量提升对电池（单体）能量密度提升作用显著。而另一方面，负极的容量提升对于电池能量密度提升仍有相当作用。商业化的石墨负极容量mAh/g左右，已非常接近其理论容量mAh/g。与其相比，更高理论比容量的负极材料，如硅，从学术研究起步，逐步走入产业应用视野。而一切锂离子电池负极材料的终点，无疑是具有高达mAh/g的理论容量，和0V对锂电压的锂金属。正因为此，锂金属号称负极的“圣杯”。

2、锂金属负极往事：锂离子电池诞生前的黑暗

事实上，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。年，先驱MichaelStanleyWhittingham（后来的诺贝尔化学奖得主之一）发明的锂电池为二硫化钛-锂铝合金电池；到年，加拿大公司MoliEnergy更是依托此体系规模化生产搭载锂金属负极的二次电池。

MoliEnergy锂电池具备超过Wh/kg的比能量，首先应用于3C领域（掌上电脑、无绳电话）。从年推出产品，到年春天推出第二代产品，再到同期第一代产品出现起火爆炸的安全事故，MoliEnergy在年春即为NEC收购。

NEC分析了低倍率充放条件下锂金属电池的性能表现：所有电池均迎来了容量急剧衰减、短路失效、乃至起火爆炸的终局。事后分析，锂金属的不均匀沉积（也有研究工作认为是生长）形成的锂枝晶及其断裂/生长刺隔膜是引起电池容量衰减、短路、起火爆炸的“元凶”。

除了锂枝晶之外，锂和电解质的副反应，锂的体积变化、形貌变化等等，也都影响着电池综合性能的发挥。时至今日，石墨负极材料已为业界深入验证，而锂金属负极仍然在吸引着一批批研究者的

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