固態(tài)電池行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告：千呼萬喚始出來猶抱琵琶半遮面

證券研究報(bào)告·行業(yè)研究·電力設(shè)備與新能源行業(yè)千呼萬喚始出來,猶抱琵琶半遮面--固態(tài)電池行業(yè)深度2023年4月29日1摘要◆

半固態(tài)電池先行，2023年開啟小批量裝車發(fā)布，全固態(tài)電池仍處于研發(fā)階段，預(yù)計(jì)2030年后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。液態(tài)鋰電池已接近能量密度上限，并且仍存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)，而固態(tài)電池大幅提升電池的安全性，兼容高比容量正負(fù)極，打開能量密度天花板，因此成為動力電池下一輪技術(shù)競賽中的關(guān)鍵。但全固態(tài)電池工藝并不成熟，仍處于研發(fā)階段，存在離子電導(dǎo)率低、循環(huán)壽命差、倍率性能差、成本高昂等問題，制約了商業(yè)化進(jìn)程。而半固態(tài)電池作為液態(tài)電池和全固態(tài)電池的過渡方案，兼具安全性、能量密度和經(jīng)濟(jì)性，因此率先進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，已率先切入無人機(jī)等高端消費(fèi)領(lǐng)域，2023年蔚來、上汽、東風(fēng)、賽力斯等車企將陸續(xù)推出半固態(tài)版車型，續(xù)航里程超1000km，但目前技術(shù)、產(chǎn)品仍不成熟，2024年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)開啟規(guī)模化量產(chǎn)，規(guī)模有望達(dá)到5GWh，并逐漸具備經(jīng)濟(jì)性，2025年成本有望降低至0.9元/Wh，全固態(tài)電池預(yù)計(jì)2030年開始商業(yè)化，預(yù)計(jì)量產(chǎn)仍需5-10年時(shí)間?！?/p>

電解質(zhì)為固態(tài)電池的核心，其中氧化物進(jìn)展較快，硫化物發(fā)展?jié)摿Υ?。半固態(tài)電池兼容現(xiàn)有工藝設(shè)備，對產(chǎn)業(yè)鏈沖擊較小，減少電解液用量，使用聚合物+氧化物復(fù)合電解質(zhì)，仍保留隔膜結(jié)構(gòu)，負(fù)極升級為預(yù)鋰化的硅基等材料，正極升級為高鎳高電壓、超高鎳等材料，能量密度可達(dá)350Wh/kg以上。而全固態(tài)電池取消電解液，選用聚合物/氧化物/硫化物體系作為固態(tài)電解質(zhì)，從而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限較低，氧化物目前進(jìn)展較快，硫化物未來潛力最大，負(fù)極升級為鋰金屬負(fù)極等材料，正極升級為鎳錳酸鋰、富鋰錳基等新型材料，電極工藝向干法迭代，封裝方式采用疊片+軟包的方式，能量密度可達(dá)500Wh/kg以上?！?/p>

產(chǎn)業(yè)鏈龍頭加大布局，推動半固態(tài)電池落地。電池端看，寧德時(shí)代推出凝聚態(tài)電池，兼顧安全性、能量密度和量產(chǎn)難度，同時(shí)布局硫化物全固態(tài)路線；比亞迪全路線布局，后續(xù)或升級固態(tài)+短刀+CTC體系；衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)、輝能科技技術(shù)優(yōu)異，率先落地產(chǎn)能；固態(tài)電解質(zhì)端看，天目先導(dǎo)、藍(lán)固新能源綁定衛(wèi)藍(lán)新能源，性能指標(biāo)優(yōu)異，上海洗霸、金龍羽也在加速布局，奧克股份從原料端延伸聚合物電解質(zhì)，瑞泰新材實(shí)現(xiàn)原位固化鋰鹽LiTFSI規(guī)模量產(chǎn)；負(fù)極端看，蘭溪致德、貝特瑞、翔豐華硅基負(fù)極進(jìn)度較快；正極端看，容百科技、當(dāng)升科技超高鎳正極布局領(lǐng)先?！?/p>

投資建議：半固態(tài)技術(shù)先行，2023年開啟小批量裝車發(fā)布，全固態(tài)電池仍需5-10年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈方面，第一條主線看好半固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先廠商，推薦寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能，關(guān)注贛鋒鋰業(yè)、孚能科技、高科等；第二條主線關(guān)注超高鎳正極廠商，推薦容百科技、當(dāng)升科技，關(guān)注廈鎢新能；第三條主線關(guān)注進(jìn)度領(lǐng)先的硅基負(fù)極廠商，推薦貝特瑞，關(guān)注翔豐華；第四條主線跟蹤固態(tài)電解質(zhì)廠商，關(guān)注前驅(qū)體的東方鋯業(yè)、三祥新材、云南鍺業(yè)、馳宏鋅鍺，電解質(zhì)的奧克股份、上海洗霸、金龍羽、瑞泰新材?！?/p>

風(fēng)險(xiǎn)提示：新技術(shù)量產(chǎn)進(jìn)度不及預(yù)期；行業(yè)發(fā)展不及預(yù)期；行業(yè)競爭加劇的風(fēng)險(xiǎn)。2目錄Part1:固態(tài)電池具備本征安全，打開能量密度天花板Part2:以固-固接觸為核心，電解質(zhì)-負(fù)極-正極梯次升級Part3:半固態(tài)路線先行，全固態(tài)仍處研發(fā)階段Part4:投資建議Part5:風(fēng)險(xiǎn)提示3PART1

固態(tài)電池具備本征安全，打開能量密度天花板4固態(tài)電池：大幅提升電池安全，打破能量密度瓶頸◆

液態(tài)電池中，有機(jī)溶劑具有易燃性，且抗氧化性較差，目前已接近能量密度上限。鋰離子電池目前基本采取液態(tài)電解質(zhì)，由溶劑、鋰鹽、添加劑組成，起到輸送離子、傳導(dǎo)電流的作用。但液態(tài)電解質(zhì)中，有機(jī)溶劑具有易燃性、高腐蝕性，同時(shí)抗氧化性較差、無法解決鋰枝晶問題，因此存在熱失控風(fēng)險(xiǎn)，也限制了高電壓正極、鋰金屬負(fù)極等高能量材料的使用，預(yù)計(jì)理論能量密度上限為300Wh/kg?！?/p>

固態(tài)電池大幅提升電池安全，打破液態(tài)電池能量密度瓶頸。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，部分或全部替代液態(tài)電解質(zhì)，可大幅提升電池的安全性、能量密度，是現(xiàn)有材料體系長期潛在技術(shù)方向。依據(jù)電解質(zhì)分類，電池可細(xì)分為液態(tài)(25wt%)

、半固態(tài)(5-10wt%)、準(zhǔn)固態(tài)(0-5wt%)和全固態(tài)(0wt%)四大類，其中半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)三種統(tǒng)稱為固態(tài)電池。我們認(rèn)為車企采用固態(tài)電池，安全性為短期驅(qū)動因素，能量密度為長期驅(qū)動因素。圖

液態(tài)/固態(tài)電池結(jié)構(gòu)示意圖表

液態(tài)/半固態(tài)/全固態(tài)電池對比液態(tài)半固態(tài)全固態(tài)液體含量（wt）25%5-10%0%能量密度250Wh/kg350Wh/kg500Wh/kg復(fù)合電解質(zhì)（氧化物+

硫化物、氧化物、聚電解質(zhì)

有機(jī)溶劑+鋰鹽聚合物+浸潤液體）合物圖

液態(tài)/半固態(tài)/全固態(tài)發(fā)展路徑隔膜傳統(tǒng)隔膜隔膜+氧化物涂覆無隔膜高鎳三元/鐵鋰/鎳錳氧/富鋰錳基正極負(fù)極三元/鐵鋰高鎳三元/鐵鋰硅+石墨石墨硅+石墨/金屬鋰5注：wt%-重量百分比；數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所高安全性：固態(tài)電解質(zhì)不可燃燒，大幅降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)◆

隨著電池能量密度的日益提升，電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)上升趨勢。從熱失控角度看，電池應(yīng)在低于60℃運(yùn)行工作，但由于內(nèi)部短路、外部加熱、機(jī)械濫用等因素，使電池溫度升至90℃，此時(shí)負(fù)極表面的SEI膜開始溶解，造成嵌鋰碳直接暴露在電解液中，二者發(fā)生反應(yīng)迅速放熱，產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，隔膜進(jìn)而熔化，電池形成內(nèi)短路，溫度迅速升高至200℃，促使電解液氣化分解、正極分解釋氧，電池發(fā)生劇烈燃燒或爆炸。◆

固態(tài)電池具備本質(zhì)安全性，為車廠短期主要考量因素。1）不可燃性、熱穩(wěn)定性：液態(tài)電解質(zhì)易燃、易揮發(fā)，分解溫度約200℃（隔膜160℃），并存在腐蝕和泄露的安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、無腐蝕、無揮發(fā)等特性，分解溫度大幅提升，可在更高倍率和更高溫度運(yùn)行，同時(shí)內(nèi)部無液體不流動，電池可承受穿釘、切開、剪開、折彎，從而大幅降低熱失控風(fēng)險(xiǎn)。2）鋰枝晶：液態(tài)電池中，鋰枝晶的生長容易刺破隔膜，從而造成短路，而固態(tài)電解質(zhì)具備高機(jī)械強(qiáng)度，鋰枝晶生長緩慢且難刺透，進(jìn)而提升電池安全性能。圖

液態(tài)鋰離子電池受熱易失控6數(shù)據(jù)：衛(wèi)藍(lán)新能源，東吳證券研究所高能量密度：兼容高比容量正負(fù)極，大幅提升能量密度◆

固態(tài)電解質(zhì)兼容高比容量的正負(fù)極，大幅提升電池的能量密度，為車廠長期主要考量因素。固態(tài)電池在兼顧安全性的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)能量密度的突破，液態(tài)電池可達(dá)250Wh/kg+，半固態(tài)可達(dá)350Wh/kg+，準(zhǔn)固態(tài)可實(shí)現(xiàn)400Wh/kg+，全固態(tài)可突破500Wh/kg，從而提升續(xù)航水平，有望解決電動車?yán)锍?、安全兩大核心痛點(diǎn)。?

材料端看：固態(tài)電解質(zhì)本身不能提升能量密度，但由于具備更穩(wěn)定、更安全，電化學(xué)窗口寬（5V以上）等性質(zhì)，因此可以兼容高比容量的正負(fù)極，比如高電壓正極、富鋰錳基、硅負(fù)極、鋰金屬負(fù)極等材料，進(jìn)而大幅提升電芯能量密度；?

結(jié)構(gòu)端看：固態(tài)電解質(zhì)將電解液的隔膜功能合二為一，大幅縮小正負(fù)極間距，從而降低電池厚度，因此提升電芯能量密度；?

Pack端看：固態(tài)電解質(zhì)的非流動性，可以實(shí)現(xiàn)電芯內(nèi)部的串聯(lián)、升壓，可以降低電芯的包裝成本，并提升體積能量密度。固態(tài)電解質(zhì)的安全性，可以減少系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)需求，成組效率大幅提升，從而提升Pack能量密度。表

正負(fù)極電極材料性能對比圖

液態(tài)—固態(tài)電池材料體系及能量密度發(fā)展趨勢指標(biāo)理論克容量（mAh/g）首次效率（%）電壓平臺（V）電芯中液體含量25液態(tài)電解質(zhì)01510510正極(wt%)磷酸鐵鋰鈷酸鋰170274≥85%≥80%≥90%≥85%≥86%≥80%2.5~4.12.75~4.33.0~4.33,0~4.32.7~4.22.0~4.8電解質(zhì)混合固液電解質(zhì)全固態(tài)錳酸鋰148Li負(fù)極含量（wt%）5305080-100三元NCM三元NCA富鋰錳基278279負(fù)極材料石墨/硅負(fù)極預(yù)鋰化負(fù)極300富鋰復(fù)合負(fù)極金屬鋰負(fù)極458負(fù)極能量密度(Wh/kg)250350400500石墨硅基340-3601520-4200386090-92%60-92%0.20.3-0.5最高操作溫度（℃）5580150鋰金屬7注：硅基負(fù)極理論克容量-摻硅30%-100%；數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，《固態(tài)鋰電池研發(fā)愿景和策略

》，東吳證券研究所缺點(diǎn)：離子電導(dǎo)率低，循環(huán)壽命差，制約商業(yè)化進(jìn)程◆

固態(tài)電池界面為固-固接觸，離子電導(dǎo)率低、界面穩(wěn)定性差，存在循環(huán)、快充等問題，制約其商業(yè)化進(jìn)程。?

材料端離子電導(dǎo)率低：固態(tài)電池中，電極與電解質(zhì)之間的界面接觸由固-液接觸變?yōu)楣?固接觸，由于固相無潤濕性，因此接觸面積小，形成更高的界面電阻。同時(shí)固體電解質(zhì)中有大量的晶界存在，且晶界電阻往往高于材料本體電阻，不利于鋰離子在正負(fù)極之間傳輸，從而影響快充性能和循環(huán)壽命；?

循環(huán)壽命差：固-固接觸為剛性接觸，對電極材料體積變化更為敏感，循環(huán)過程中容易造成電極顆粒之間以及電極顆粒與電解質(zhì)接觸變差，造成應(yīng)力堆積，導(dǎo)致電化學(xué)性能衰減，甚至導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，造成容量迅速衰減，導(dǎo)致循環(huán)壽命差的問題。圖

固-固接觸

VS固-液接觸表

固/液電解質(zhì)電導(dǎo)率對比固態(tài)電池液態(tài)電池電解質(zhì)電導(dǎo)率聚合物固態(tài)電解質(zhì)氧化物固態(tài)電解質(zhì)硫化物固態(tài)電解質(zhì)液態(tài)電解質(zhì)??常溫

??S/cm，高溫

??S/cm??????????S/cm??S/cm??S/cm圖

電極活性材料膨脹造成應(yīng)力堆積活性材料膨脹開裂

活性材料與固態(tài)電解質(zhì)分離8數(shù)據(jù)：錦緞研究院，中國科學(xué)院物理研究所，東吳證券研究所高成本：固態(tài)電解質(zhì)含稀有金屬，成本明顯高于液態(tài)電池◆

固態(tài)電池成本高于液態(tài)電池，主要體現(xiàn)在固態(tài)電解質(zhì)和正負(fù)極。固態(tài)電解質(zhì)目前難以輕薄化，用到的部分稀有金屬原材料價(jià)格較高，氧化物電解質(zhì)含鋯、硫化物電解質(zhì)含鍺，疊加為高能量密度使用的高活性正負(fù)極材料尚未成熟，銅鋰復(fù)合帶價(jià)格1萬元/kg，全固態(tài)對生產(chǎn)工藝、成本和質(zhì)量控制也提出了更嚴(yán)苛的要求，生產(chǎn)設(shè)備替換率大，全固態(tài)電池成本預(yù)計(jì)明顯高于現(xiàn)有液態(tài)電池。圖

固態(tài)電解質(zhì)價(jià)格圖圖

全固態(tài)電池成本顯著高于現(xiàn)有液態(tài)電池LLZO成本拆分1t用量單價(jià)氧化鋯氧化鑭414.14kg409.09kg436.03kg4萬元/噸1萬元/噸15萬元/噸碳酸鋰原材料成本實(shí)際銷售價(jià)格LPSC成本拆分硫化鋰85元/kg2000元/kg1t用量428.3kg767.2kg158.3kg單價(jià)10萬/kg8000元/噸15萬/t五硫化二磷氯化鋰原材料成本實(shí)際銷售價(jià)格銅鋰復(fù)合帶實(shí)際銷售價(jià)格1萬/kg1萬/kg1萬/kg9數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所逐級迭代：固態(tài)電解質(zhì)→新型負(fù)極→新型正極◆

固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用預(yù)計(jì)將呈現(xiàn)梯次滲透趨勢。我們預(yù)計(jì)液態(tài)電池到固態(tài)電池的技術(shù)迭代路徑大致遵循“固態(tài)電解質(zhì)→新型負(fù)極→新型正極”順序。?

階段一：引入固態(tài)電解質(zhì)，保留少量電解液，正負(fù)極仍為三元+石墨/硅負(fù)極，并采用負(fù)極預(yù)鋰化等技術(shù)提高能量密度；?

階段二：用固態(tài)電解質(zhì)逐步至完全取代電解液，用金屬鋰取代石墨/硅負(fù)極，正極仍為三元材料；?

階段三：逐漸減薄固態(tài)電解質(zhì)的厚度，并用硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等材料取代正極。圖

固態(tài)電池技術(shù)迭代路徑類型電解液隔膜負(fù)極正極產(chǎn)業(yè)化時(shí)間部分替換為固態(tài)電解質(zhì)石墨/硅碳，可能第一代第二代半固態(tài)不變?nèi)?022年后配合預(yù)鋰化技術(shù)全部替換為固態(tài)電解質(zhì)取消石墨/硅碳，可能（少數(shù)方案保留）

配合預(yù)鋰化技術(shù)全固態(tài)三元三元2023-2024年2025年后全部替換為固態(tài)電解質(zhì)取消（少數(shù)方案保留）第三代第四代全固態(tài)全固態(tài)金屬鋰金屬鋰全部替換為固態(tài)電解質(zhì)取消（少數(shù)方案保留）硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等2030年后10數(shù)據(jù)：東吳證券研究所半固態(tài)：兼具安全、能量密度與經(jīng)濟(jì)性，率先進(jìn)入量產(chǎn)階段◆

半固態(tài)電池通過減少液態(tài)電解質(zhì)含量、增加固態(tài)電解質(zhì)涂覆，兼具安全性、能量密度和經(jīng)濟(jì)性，率先進(jìn)入量產(chǎn)階段。全固態(tài)電池工藝并不成熟，仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，而半固態(tài)電池已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。半固態(tài)電池保留少量電解液，可以緩解離子電導(dǎo)率問題，同時(shí)使用固化工藝，將液態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為聚合物固態(tài)電解質(zhì)，疊加氧化物固態(tài)電解質(zhì)涂覆正極/負(fù)極/隔膜，提升了電池的安全性/能量密度，同時(shí)兼容傳統(tǒng)鋰電池的工藝設(shè)備，達(dá)到更易量產(chǎn)較低成本的效果，預(yù)計(jì)半固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)后，成本比液態(tài)鋰電池高10-20%。圖

半固態(tài)電池成本拆分圖半固態(tài)電池（LATP）單位成本單位成本

半固態(tài)電池（LLZO）單位成本

單位成本單位價(jià)格（萬）單位價(jià)格（萬）單位用量單位單位用量單位（元/wh電芯原材料成本（元/wh）占比電芯原材料成本占比）正極材料1,1001006016522575025450700701001,0501tttttttt35.017.125.03.80.340.020.010.010.010.100.000.040.020.000.010.020.0455%2%2%1%1%16%1%6%4%0%1%3%6%正極材料1,1001001001652257502545070070ttttttttttt35.017.125.03.80.340.020.020.010.010.100.000.040.020.000.3536%2%2%1%1%10%0%4%3%0%正負(fù)極導(dǎo)電劑（SP+CNT）正極黏貼劑（PVDF）分散劑（NMP）正極集體流（鋁箔）負(fù)極活性物質(zhì)（硅碳負(fù)極）負(fù)極粘結(jié)劑1(PAA+CMC+SBR)負(fù)極集流體（銅箔）電解液聚合單體（如碳酸酯、丙烯酸酯等）LATP涂覆隔膜（濕法）殼體&輥壓膜及其他電芯材料成本合計(jì)(元/wh)BMS及高壓線束、箱體折舊(元/wh)電費(fèi)、人工費(fèi)等(元/wh)成本合計(jì)(元/wh)正負(fù)極導(dǎo)電劑（SP+CNT）正極黏貼劑（PVDF）分散劑（NMP）正極集體流（鋁箔）負(fù)極活性物質(zhì)（硅碳負(fù)極）負(fù)極粘結(jié)劑1(PAA+CMC+SBR)負(fù)極集流體（銅箔）電解液2.72.715.020.09.64.01.08.02.30.015.020.09.64.01.0ttt聚合單體（如碳酸酯、丙烯酸酯等）LLZO壓片1,000隔膜（取消）40.037%萬m2套殼體&輥壓膜及其他1套0.00.044%100%7%3%5%0.61100%

電芯材料成本合計(jì)(元/wh)10%4%0.950.080.030.050.77BMS及高壓線束、箱體折舊(元/wh)電費(fèi)、人工費(fèi)等(元/wh)0.080.030.051.116%100%

成本合計(jì)(元/wh)100%合格率90.0%0.861.1415.0%0.15合格率90.0%1.231.6415.0%0.22成本合計(jì)（元/wh），不含稅）價(jià)格（元/wh），含稅）毛利率成本合計(jì)（元/wh），不含稅）價(jià)格（元/wh），含稅）毛利率單w毛利（元/wh）單w毛利（元/wh）11數(shù)據(jù)：公司官網(wǎng)，東吳證券研究所國內(nèi)政策：市場驅(qū)動為主，短期聚焦半固態(tài)電池技術(shù)◆

國內(nèi)以市場驅(qū)動為主，短期聚焦半固態(tài)電池技術(shù)，同時(shí)布局硫化物路線。2020年起，我國首次將固態(tài)電池列入行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對象并提出加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，2023年進(jìn)一步提出加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究，目前尚未出臺補(bǔ)貼政策，仍以市場驅(qū)動為主。因此國內(nèi)短期聚焦于更具兼容性、經(jīng)濟(jì)性的聚合物+氧化物的半固態(tài)路線，2020年實(shí)現(xiàn)首次裝車突破，但能量密度在260Wh/kg水平，性能提升有限，2023年實(shí)現(xiàn)360Wh/kg+裝車發(fā)布，成為產(chǎn)業(yè)化元年，2024年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)規(guī)模放量。圖

中國動力電池的規(guī)劃內(nèi)容時(shí)間發(fā)布主體政策/規(guī)劃內(nèi)容《節(jié)能與新能源汽車國家規(guī)劃（2012—2020年）》2012年6月國務(wù)院2020年：電池模塊比能量≥300

Wh/kg

，成本≤1.5元/Wh。2020年：電池能量密度達(dá)到300

Wh/kg；2025年：電池能量密度達(dá)到400

Wh/kg；2030年：電池能量密度達(dá)到500

Wh/kg。2015年5月國務(wù)院科技部《中國制造2025》“十三五”計(jì)劃

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新能源汽車重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)（2016-2020）產(chǎn)業(yè)化鋰離子電池能量密度≥300

Wh/kg，

成本≤0.8元/Wh，電池系統(tǒng)能量密度≥200

Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次，成本≤1.2元/Wh；

新型鋰離子電池能量密度≥400

Wh/kg，新體系電池能量密度≥500

Wh/kg。2015年11月2020年：電池單體比能量350Wh/kg，系統(tǒng)250Wh/kg，壽命單體4000次/10年，系統(tǒng)3000次/10年，成本單體0.6元/Wh，系統(tǒng)1.0元/Wh；工信部指導(dǎo)，中國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路

2025年：電池單體比能量400Wh/kg，系統(tǒng)280Wh/kg，壽命單體4500次/12年，系統(tǒng)3500次/12年，成本單體2016年10月

汽車工程學(xué)會牽頭線圖》0.5元/Wh，系統(tǒng)0.9元/Wh；2030年：電池單體比能量500Wh/kg，系統(tǒng)350Wh/kg，壽命單體5000次/15年，系統(tǒng)4000次/15年，成本單體0.4元/Wh，系統(tǒng)0.8元/Wh。編制工信部、國家2020年：電池單體比能量≥300

Wh/kg，力爭實(shí)現(xiàn)350Wh/kg，

系統(tǒng)比能量力爭260Wh/kg、成本≤1元/Wh；2025年：電池系統(tǒng)比能量≥350

Wh/kg。2017年4月《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、工信部能量型鋰離子電池目標(biāo)2025年：普及型：比能量>200Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.35元/Wh；商用型：比能量>200Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.45元/Wh；高端型：比能量>350Wh/kg，壽命>1500次/12年，成本<0.50元/Wh；2030年：普及型：比能量>250Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.32元/Wh；商用型：比能量>225Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.40元/Wh；高端型：比能量>400Wh/kg，壽命>1500次/12年，成本<0.45元/Wh；2035年：普及型：比能量>300Wh/kg，壽命>3000次/12年，成本<0.30元/Wh；商用型：比能量>250Wh/kg，壽命>6000次/8年，成本<0.35元/Wh；高端型：比能量>500Wh/kg，壽命>1500次/12年，成本<0.40元/Wh。工信部指導(dǎo)，中國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路2020年10月

汽車工程學(xué)會牽頭線圖2.0》編制《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2020年11月國家實(shí)施電池技術(shù)突破行動，加快固態(tài)動力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，首次將固態(tài)電池的研發(fā)上升到國家層面。（2021-2035年）》工信部、教育部、《關(guān)于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)

開發(fā)安全經(jīng)濟(jì)的新型儲能電池，加強(qiáng)新型儲能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，推進(jìn)先進(jìn)儲能技術(shù)及產(chǎn)品規(guī)模化應(yīng)用；加快2023年1月

科技部、人民銀行、展的指導(dǎo)意見》研發(fā)固態(tài)電池，加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究。銀保監(jiān)會、能源局12數(shù)據(jù)：政府官網(wǎng)，東吳證券研究所海外政策：搶先研發(fā)布局全固態(tài)電池，資金補(bǔ)貼大力推進(jìn)技術(shù)落地◆

海外整體布局領(lǐng)先，大額補(bǔ)貼搶先押注全固態(tài)電池技術(shù)。日本押注硫化物路線，研發(fā)布局最早，技術(shù)和專利全球領(lǐng)先，打造車企和電池廠共同研發(fā)體系，政府資金扶持力度超2千億日元（約100億元人民幣），力爭2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化，能量密度目標(biāo)500Wh/kg。韓國選擇氧化物和硫化物路線并行，政府提供稅收抵免支持固態(tài)電池研發(fā)，疊加動力電池巨頭聯(lián)合推進(jìn)，目標(biāo)于2025-2028年開發(fā)出能量密度400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車。歐洲以聚合物路線為主，同時(shí)布局硫化物路線，其中德國研發(fā)布局投入最大。美國全路線布局，由能源部出資，初創(chuàng)公司主導(dǎo)研發(fā)，并與眾多車企達(dá)成合作，目標(biāo)在2030年達(dá)到能量密度500Wh/kg。圖

海外國家固態(tài)電池政策梳理國家時(shí)間規(guī)劃內(nèi)容2007年NEDO啟動“下一代汽車用高性能蓄電系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，2030年能量密度目標(biāo)500Wh/kg，1000W/kg，1萬日元/kWh，遠(yuǎn)期目標(biāo)700Wh/kg，1000W/kg，5千日元/kWh。在日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）和產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）的支持下，成立LIBTEC研究中心，負(fù)責(zé)

“下一代電池材料評估技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，成員包括豐田、本田、日產(chǎn)、馬自達(dá)、松下等35家企業(yè)。2010年4月日本

2018年6月

NEDO宣布在未來5年內(nèi)投資100億日元，由豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家企業(yè)，以及日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)合研發(fā)全固態(tài)鋰電池，到2022年全面掌握相關(guān)技術(shù)。2021年

NEDO部署“電動汽車創(chuàng)新電池開發(fā)”項(xiàng)目(2021-2025年)，計(jì)劃投入166億日元，開發(fā)超越鋰電池的新型電池（包括氟化物電池、鋅負(fù)極電池

），增強(qiáng)電池和汽車行業(yè)的競爭力。2022年5月

NEDO宣布投入1510億日元，用于資助包括高性能電池及材料研發(fā)主題和10個(gè)固態(tài)電池課題等18個(gè)課題，并著重開發(fā)700-800Wh/L高容量電池。2022年9月

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，目標(biāo)在2030年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的正式商業(yè)化應(yīng)用，確保鹵代電池、鋅負(fù)極電池等新型電池的技術(shù)優(yōu)勢，并完善全固態(tài)電池量產(chǎn)制造體系。2018年11月

LG化學(xué)、三星SDI、SK創(chuàng)新聯(lián)合成立下一代1000億韓元（9000萬美元）電池基金，用于共同研發(fā)固態(tài)電池、鋰金屬電池和鋰硫電池等下一代電池技術(shù)。公布《K-Battery

Development

Strategy》，政府協(xié)助研發(fā)固態(tài)電池等新一代電池技術(shù)并提供稅收優(yōu)惠，投資設(shè)備和投資研發(fā)最高可享20%及50%的稅收抵免，在2025年推動鋰硫2021年7月

電池和2027年全固態(tài)電池的實(shí)際商業(yè)化應(yīng)用。具體開發(fā)①全固態(tài)電池，選擇重量輕的硫化物全固態(tài)電池，安全性高的氧化物系全固態(tài)電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車驗(yàn)證；②鋰金屬電池，2025-2028年具備400Wh/kg的商用技術(shù)，2030年完成裝車驗(yàn)證。韓國歐洲2017年10月

德國聯(lián)邦教育和研究部出資320萬歐元，發(fā)起為期三年的凝膠電解質(zhì)和鋰金屬負(fù)極固態(tài)電池研究項(xiàng)目，由德國系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所（Fraunhofer）承擔(dān)。2018年11月

德國政府投資10億歐元支持固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)，并支持建立動力電池研發(fā)聯(lián)盟，聚焦固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)，瓦爾塔邁科、巴斯夫、福特德國、大眾已加入該聯(lián)盟。2018年12月

公布《電池2030+》，明確全固態(tài)高性能鋰離子電池、金屬鋰空氣電池、鋰硫電池迭代路線，目標(biāo)2030年電池實(shí)際性能與理論性能差距縮小至少1/2，耐用性和可靠性至少提升3倍。2019年12月

批準(zhǔn)歐洲共同利益重大項(xiàng)目（IPCEI），由歐盟七國共同出資32億歐元，同時(shí)從私人投資商中籌集50億歐元，用于研發(fā)下一代創(chuàng)新、環(huán)保鋰電池技術(shù)（包括電解液、固態(tài)電池等）。2021年EUROBAT（歐洲汽車和工業(yè)電池制造商協(xié)會）發(fā)布《2030電池創(chuàng)新路線圖》，提出鋰電池迭代目標(biāo)為更高能量密度和更高安全性，明確固態(tài)電池技術(shù)為研發(fā)方向。德國系統(tǒng)與創(chuàng)新研究所發(fā)布《固態(tài)電池技術(shù)路線圖2035+》，由100多名專家共同參與制定，預(yù)計(jì)硅基負(fù)極+高鎳三元+硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池能量密度25-30年達(dá)275Wh/kg，650Wh/L，35年達(dá)325Wh/kg，835Wh/L，鋰金屬負(fù)極+高鎳三元正極+硫化物電解質(zhì)固態(tài)電池30年能量密度達(dá)340Wh/kg，770Wh/L，35年達(dá)410Wh/kg，1150Wh/L。2022年5月2022-23年

額外600-800萬歐元用于解決固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)問題，并規(guī)劃更多支持政策確保歐盟電池產(chǎn)業(yè)競爭力。發(fā)布Battery500計(jì)劃，由美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)銜，聯(lián)合大學(xué)和產(chǎn)業(yè)界共同攻關(guān)，參與者包括斯坦福大學(xué)、IBM、特斯拉等。計(jì)劃5年投資5000萬美元，目標(biāo)電芯能量密度500Wh/kg、循環(huán)壽命1000次，pack成本150美元/KWh，最后過渡至鋰金屬電池或鋰硫電池。2016年7月2019年8月

能源部宣布資助通用汽車910萬美元，其中200萬美元明確用于固態(tài)電池界面問題及硫化物全固態(tài)電池的研究。2021年1月

能源部宣布資助800萬美元用于聚合物電解質(zhì)制造工藝研究項(xiàng)目，目標(biāo)聚合物電解質(zhì)成本降低15%，獲超大容量車用固態(tài)電池第三方生產(chǎn)資質(zhì)。美國

2021年6月

國防部先進(jìn)計(jì)劃研究局宣布啟動MINT計(jì)劃支持固態(tài)電池研發(fā)，包括開展固-固界面電荷轉(zhuǎn)移相關(guān)研究。能源部、國防部、商務(wù)部、國務(wù)院共建的聯(lián)邦先進(jìn)電池聯(lián)盟(FCAB)發(fā)布《鋰電池2021-2030年國家藍(lán)圖》，目標(biāo)2025年電芯成本60美元/KWh，2030年能量密度500Wh/kg，pack成本進(jìn)一步降低50%，實(shí)現(xiàn)無鈷無鎳的固態(tài)電池、鋰金屬電池規(guī)模量產(chǎn)。2021年6月2021年10月

能源部宣布資助2.09億美元支持固態(tài)電池及快充等先進(jìn)動力電池的技術(shù)研究。2023年1月

能源部宣布向多個(gè)大學(xué)、企業(yè)資助4200萬美元用于包括固態(tài)電池的的新一代電池技術(shù)研究。13數(shù)據(jù)：各國家政策官網(wǎng)，高工鋰電，東吳證券研究所車企布局：綁定電池廠共同研發(fā)，卡位下一代電池技術(shù)◆

車企綁定電池廠，提前布局固態(tài)電池技術(shù)，海外車企處于領(lǐng)先地位。海外車企為卡位下一代電池技術(shù)，紛紛入局，其中日系車企布局較早，受政策驅(qū)動，攜手電池企業(yè)共同研發(fā)，歐美車企則通過投資初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行布局。國內(nèi)車企同樣積極合作固態(tài)電池新秀，如蔚來合作衛(wèi)藍(lán)新能源，北汽、上汽、廣汽投資清陶能源等。車企入局為固態(tài)電池企業(yè)提供了資金、技術(shù)、客戶多重保障，有助于推進(jìn)固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程。圖

主流車企對固態(tài)電池布局情況地區(qū)車企綁定電池企業(yè)布局2022年建設(shè)疊層軟包全固態(tài)電池電芯試點(diǎn)生產(chǎn)設(shè)施，2024年建造固態(tài)電池試點(diǎn)工廠，2028年推出搭載全固態(tài)電池的電動車型。日產(chǎn)自產(chǎn)+松下2018年與豐田、日產(chǎn)、松下合作研發(fā)固態(tài)電池，獲得1400萬美元的資金支持，計(jì)劃2024年建設(shè)全固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，并將于2025年至2030年實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用。2019年與松下合作，設(shè)立開發(fā)、生產(chǎn)電動汽車（EV）等車載電池的合資公司，致力于開發(fā)、量產(chǎn)固態(tài)電池。計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，率先應(yīng)用于混動車型，2030年前推出全固態(tài)電池電動車型。本田豐田松下、SES自產(chǎn)+松下日韓FactorialEnergy、投資Factorial

Energy，共同開發(fā)和測試Factorial的固態(tài)電池技術(shù)，

計(jì)劃2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動車，2030年SES

左右實(shí)現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。QuantumScape

投資QuantumScape，建立固態(tài)電池生產(chǎn)線，計(jì)劃2024年推出搭載QuantumScape固態(tài)電池的電動車。輝能科技、

投資輝能科技共同研發(fā)固態(tài)電池，并計(jì)劃在2025年后將其固態(tài)電池技術(shù)整合到奔馳的多款電動車型中。Factorial

Energy

投資固態(tài)電池公司Factorial

Energy，共同開發(fā)固態(tài)電池，計(jì)劃在未來5年內(nèi)將該技術(shù)

引入批量生產(chǎn)?，F(xiàn)代大眾奔馳自產(chǎn)+Solid自建電芯研發(fā)中心，研發(fā)固態(tài)電池技術(shù)，計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池突破性進(jìn)展并隨后量產(chǎn)。投資SolidPower并簽署合作協(xié)議，計(jì)劃2022年開始測試其100Ah的固態(tài)電芯，2030年實(shí)現(xiàn)全面量產(chǎn)應(yīng)用。寶馬Power歐美中國Stellantis

Factorial

Energy

投資Factorial

Energy，共同開發(fā)和測試Factorial的固態(tài)電池技術(shù)，

計(jì)劃2026年引入固態(tài)電池技術(shù)。菲斯克福特自產(chǎn)申請固態(tài)鋰電池專利，實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)，搭載在電動跑車Emotion上。SolidPower

投資SolidPower并簽署合作協(xié)議，2022年開始在實(shí)際中搭載并測試其固態(tài)電池。投資固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Soelect，開發(fā)固態(tài)電池技術(shù)。通用比亞迪蔚來SES投資鋰金屬電池公司SES，簽訂全球首個(gè)車用鋰金屬電池A樣品開發(fā)合作項(xiàng)目。2016年確定固態(tài)電池為未來發(fā)展方向，嘗試小規(guī)模使用并計(jì)劃在未來10年，最快5年內(nèi)推出固態(tài)電池。2017年，申請全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料和全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)明專利。2018年1月，推進(jìn)固態(tài)電池項(xiàng)目商用，將固態(tài)電池作為下一步研發(fā)重點(diǎn)，推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)應(yīng)用。2021

年，公開硫系添加劑全固態(tài)電池專利。自產(chǎn)輝能科技、衛(wèi)藍(lán)新

2019年8月與輝能科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同打造采用輝能MAB固態(tài)電池包的樣車，就固態(tài)電池生產(chǎn)應(yīng)用展開進(jìn)一步合能源作。2021年發(fā)布首款新車產(chǎn)品

ET7，將使用150kWh電池包（固態(tài)電池），能量密度可達(dá)360Wh/kg。東風(fēng)汽車2018年成立固態(tài)電池項(xiàng)目組，2019年7月完成首代固態(tài)電池系統(tǒng)開發(fā)。正在研發(fā)第二代固態(tài)電池，搭載整車?yán)m(xù)航里程可達(dá)1000公里以上，預(yù)計(jì)2024年上半年可實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)搭載。自產(chǎn)+贛鋒鋰業(yè)14數(shù)據(jù)：北極星儲能網(wǎng)，東吳證券研究所應(yīng)用：率先切入高端消費(fèi)領(lǐng)域，24年開啟規(guī)?；b車◆

固態(tài)電池高安全與高比能優(yōu)勢顯著，率先于無人機(jī)等成本敏感度低的高端消費(fèi)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量產(chǎn)。相較液態(tài)電池，固態(tài)電池作為輕量化高比能電源更適配無人機(jī)長續(xù)航要求，此外作為高安全便攜式電源已在可穿戴設(shè)備、兒童消費(fèi)電子等對安全性要求較高的消費(fèi)電子產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。頭部固態(tài)電池廠商均率先于高端消費(fèi)領(lǐng)域出貨，輝能科技/衛(wèi)藍(lán)新能源首條40MWh/200MWh半固態(tài)產(chǎn)線用于無人機(jī)等高端消費(fèi)品?！?/p>

固態(tài)電池動力儲能領(lǐng)域仍受性能、成本制約，半固態(tài)預(yù)計(jì)24年開啟規(guī)?；b車，30年前后規(guī)?；瘧?yīng)用于儲能領(lǐng)域。動力方面，固態(tài)電池提升安全和續(xù)航，并有利于打造高電壓平臺、更高效的CTC技術(shù)和熱管理系統(tǒng)。我們預(yù)計(jì)短期由安全性驅(qū)動，長期由能量密度驅(qū)動，但目前技術(shù)尚不成熟，22年前以示范運(yùn)營裝車為主，衛(wèi)藍(lán)、清陶、鋒鋰、、孚能半固態(tài)電池均配套商業(yè)化車型，預(yù)計(jì)23年開啟小批量裝車發(fā)布，24年預(yù)計(jì)開啟規(guī)模化裝車。儲能方面，固態(tài)電池具備本征安全，契合儲能電池高安全要求，但循環(huán)壽命、性價(jià)比受限，當(dāng)前應(yīng)用以示范性儲能項(xiàng)目為主，需技術(shù)突破成本降低后，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。圖

固態(tài)電池應(yīng)用場景動力領(lǐng)域儲能領(lǐng)域消費(fèi)領(lǐng)域無人機(jī)、3C高端消費(fèi)當(dāng)下以示范項(xiàng)目為主30年實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用23年小批量裝車24年開啟規(guī)模化上車率先小批量產(chǎn)15數(shù)據(jù)：東吳證券研究所空間：半固態(tài)23年開始放量，全固態(tài)30年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化◆

半固態(tài)先行，23年開始產(chǎn)業(yè)化，全固態(tài)預(yù)計(jì)30年開始放量。半固態(tài)電池23年起開始產(chǎn)業(yè)化，但技術(shù)、產(chǎn)品仍不成熟，我們預(yù)計(jì)23年出貨量小于1GWh，24年達(dá)5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh，滲透率提升至約1.2%+，35年預(yù)計(jì)超300GWh，滲透率提升至2%+；全固態(tài)電池預(yù)計(jì)量產(chǎn)還需5-10年，30年開始放量，預(yù)計(jì)出貨2-3GWh，35年有望超100GWh，滲透率提升至近0.7%。表

固態(tài)電池出貨量及滲透率預(yù)測2023E132030.65%8432024E170529.12%116838.53%1442025E224131.49%163139.72%1582030E57602035E9046全球新能源車銷量（萬輛）YoY15.95%49149.49%7995全球動力電池實(shí)際需求（GWh）YoY36.11%13118.32%25511.13%325全球消費(fèi)類電池合計(jì)（GWh）YoY10.00%25510.00%44010.00%70861.05%309727.63%7707全球儲能電池合計(jì)（GWh）YoY98.69%122941.81%0.08%＜172.11%175142.47%0.29%561.09%249842.64%0.80%20337.34%8266148.83%1442815.54%2.08%300全球鋰電池合計(jì)（GWh）YoY23.09%1.21%100半固態(tài)電池滲透率半固態(tài)電池出貨量（GWh）全固態(tài)電池滲透率全固態(tài)電池出貨量（GWh）固態(tài)電池滲透率0.00%00.00%00.00%00.03%2.50.69%1000.08%10.29%50.80%201.24%102.52.77%400固態(tài)電池總出貨量（GWh）16數(shù)據(jù)：東吳證券研究所測算PART2

以固-固接觸為核心，電解質(zhì)-負(fù)極-正極梯次升級17變化：減少/取締電解液的使用，增加固態(tài)電解質(zhì)用量◆

半固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，半固態(tài)電池減少電解液的用量，增加聚合物+氧化物復(fù)合電解質(zhì)，其中聚合物以框架網(wǎng)絡(luò)形式填充，氧化物主要以隔膜涂覆+正負(fù)極包覆形式添加，此外負(fù)極從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極/鋰金屬負(fù)極，正極從高鎳升級到了高鎳高電壓/富鋰錳基等，隔膜仍保留并涂覆固態(tài)電解質(zhì)涂層，鋰鹽從LiPF6升級為LiTFSI，封裝方式主要采用卷繞/疊片+方形/軟包的方式，能量密度可達(dá)350Wh/kg以上。◆

全固態(tài)電池：相比液態(tài)電池，全固態(tài)電池取消原有電解液，選用聚合物/氧化物/硫化物體系作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負(fù)極，從而替代隔膜的作用，其中聚合物性能上限較低，氧化物目前進(jìn)展較快，硫化物未來潛力最大，負(fù)極從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極/鋰金屬負(fù)極，正極從高鎳升級到了超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等，封裝方式采用疊片+軟包的方式，能量密度可達(dá)500Wh/kg。圖

半固態(tài)/全固態(tài)電池與液態(tài)電池對比類型液態(tài)電池半固態(tài)電池全固態(tài)電池聚合物+氧化物固態(tài)電解質(zhì)+溶劑+LiTFSI+添加劑電解質(zhì)溶劑+LiPF6+添加劑聚合物/氧化物/硫化物固態(tài)電解質(zhì)隔膜負(fù)極有石墨保留+氧化物涂覆硅基/鋰金屬無硅基/鋰金屬正極三元/鐵鋰高鎳高電壓/富鋰錳基卷繞/疊片+方形/軟包＞350Wh/kg超高鎳/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等疊片+軟包封裝方式能量密度卷繞/疊片+方形/圓柱/軟包＜300Wh/kg＞500Wh/kg18數(shù)據(jù)：東吳證券研究所電解質(zhì)：氧化物目前進(jìn)展最快，硫化物發(fā)展?jié)摿ψ畲蟆?/p>

固態(tài)電解質(zhì)是實(shí)現(xiàn)高安全性、能量密度、循環(huán)壽命性能的關(guān)鍵。根據(jù)電解質(zhì)的種類，可分為氧化物、硫化物、聚合物三種路線。聚合物體系率先在歐洲商業(yè)化，優(yōu)點(diǎn)為易于加工、生產(chǎn)工藝兼容、界面相容性好、機(jī)械性能好，缺點(diǎn)為常溫離子電導(dǎo)率低、電化學(xué)窗口略窄、熱穩(wěn)定性和能量密度提升有限，因此制約了其大規(guī)模應(yīng)用；氧化物綜合性能最好，優(yōu)點(diǎn)為電化學(xué)窗口寬、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高，缺點(diǎn)為難以加工、界面相容性差、電導(dǎo)率一般。整體看，氧化物體系制備難度適中，較多新玩家和國內(nèi)企業(yè)選取此路線，預(yù)計(jì)采用與聚合物復(fù)合的方式，在半固態(tài)電池中率先規(guī)?；b車；硫化物發(fā)展?jié)摿ψ畲?，?yōu)點(diǎn)為電導(dǎo)率高、兼具強(qiáng)度與加工性能、界面相容性好，缺點(diǎn)為與正極材料兼容度差、對鋰金屬穩(wěn)定性差、對氧氣和水分敏感、存在潛在污染問題、生產(chǎn)工藝要求高。硫化物目前處于研發(fā)階段，但后續(xù)發(fā)展?jié)摿ψ畲?，工藝突破后，可能成為未來主流路線。圖

固態(tài)電池路線對比類型材料聚合物氧化物硫化物PEO、PAN、PMMA、PVDF等LiPON、LATP、LLTO、LLZO等LiGPS、LiSnPS，LiSiPS等電導(dǎo)率常溫10-5S/cm，高溫10-4S/cm10-4S/cm＞5V10-3S/cm電化學(xué)窗口鋰枝晶＜4V低抑制<300℃高1.7-2.1V，修飾后達(dá)5V抑制抑制<450℃低熱穩(wěn)定性空氣穩(wěn)定性可加工性生產(chǎn)工藝成本<500℃中易加工簡單易碎，難加工適中易加工復(fù)雜低高高清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源、輝能科技、

豐田、松下、三星SDI、SolidPower、贛鋒鋰業(yè)、QuantumScape等

寧德時(shí)代、LG新能源等布局企業(yè)基本需求Bollore、Hydro-Québec等離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械性能好、制造成本低等19數(shù)據(jù)：《Lithiumbatterychemistries

enabled

bysolid-stateelectrolytes》，東吳證券研究所聚合物：電導(dǎo)率低，性能提升有限，最早商業(yè)化◆

聚合物易于合成和加工，率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但常溫電導(dǎo)率低，整體性能提升有限，制約大規(guī)模應(yīng)用與發(fā)展。聚合物固態(tài)電解質(zhì)由高分子和鋰鹽絡(luò)合形成，同時(shí)添加少量惰性填料。鋰離子通過聚合物的分段運(yùn)動，靠不斷的絡(luò)合與解絡(luò)合而傳遞。高分子主要選用聚氧化乙烯(PEO)，對鋰鹽溶解性好，高溫離子電導(dǎo)率高，但室溫中結(jié)晶度高，離子電導(dǎo)率低，需進(jìn)行改性處理，也可采用聚硅氧烷(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料，但也存在室溫離子電導(dǎo)率低，質(zhì)地較脆等問題，仍在研發(fā)改性階段；鋰鹽主要采用LiTFSI，在聚合物中的良好分散能力與穩(wěn)定性；惰性填料主要為氧化物，如TiO

、Al

O

、ZrO

、SiO

等，起到降低聚22322合物結(jié)晶度，改善機(jī)械性能等作用。聚合物由于易加工、工藝兼容等優(yōu)勢，率先在歐洲商業(yè)化，技術(shù)最為成熟，但其電導(dǎo)率低、電化學(xué)窗口窄，僅能和鐵鋰正極匹配，性能上限較低，工作時(shí)需持續(xù)加熱至60℃，因此制約了其大規(guī)模應(yīng)用，預(yù)計(jì)后續(xù)與無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合，通過結(jié)合兩者優(yōu)勢，在應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)性能突破。表

聚合物電解質(zhì)主流材料及對應(yīng)性能材料結(jié)構(gòu)式電導(dǎo)率優(yōu)勢劣勢10-7S/cm修飾后可達(dá)10-4S/cm鋰離子傳輸能力強(qiáng)，負(fù)極兼容性好，

離子電導(dǎo)率低，電壓窗口低，機(jī)械強(qiáng)度差，電極間界面阻抗小

粘性大影響成膜PEO10-6S/cm修飾后可達(dá)10-4S/cm熱穩(wěn)定性高，化學(xué)穩(wěn)定性高，負(fù)極穩(wěn)

離子電導(dǎo)率低，機(jī)械強(qiáng)度差，大規(guī)模制造難PS定性高，易加工成膜度大，電化學(xué)窗口窄修飾后可達(dá)10-3-10-4S/cm化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱性強(qiáng)，電化學(xué)窗口寬PAN離子電導(dǎo)率低，力學(xué)性能差修飾后可達(dá)10-3-10-4S/cm與鋰電極界面阻抗低，鋰離子傳輸能力強(qiáng)，制造成本低，易合成PMMA成膜后硬脆、柔韌性差、機(jī)械強(qiáng)度差20數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所工藝：主流干法濕法技術(shù)各有優(yōu)劣，預(yù)計(jì)雙路線并行◆

聚合物電解質(zhì)制造工藝包括干法工藝、濕法工藝和噴涂工藝，干法濕法工藝應(yīng)用廣泛，兩種工藝均有利弊，為主流工藝，噴涂工藝研究進(jìn)展緩慢，未獲大規(guī)模應(yīng)用。聚合物電解質(zhì)主流使用用改性高聚合度聚環(huán)氧乙烷(PEO)

，主要采用多相催化聚合法合成，生成機(jī)理是配位陰離子聚合機(jī)理，一般由電池生產(chǎn)企業(yè)直接購置。?

濕法工藝與鋰離子電池涂覆工藝類似，首先將聚合物(PEO等)溶解在溶劑(NMP)中，再添加鋰鹽(LiTFSI)、增塑劑和惰性填料等制備成電解質(zhì)漿料，溶液澆鑄法或刮涂法將電解質(zhì)漿料成膜，然后再加熱干燥，使聚合物固化、溶劑揮發(fā)，制成聚合物電解質(zhì)薄膜，根據(jù)載體不同，可分為正極支撐成膜與骨架支撐成膜方式；?

干法工藝是將正極和電解質(zhì)漿料高溫熔化形成高粘度糊狀物，并同時(shí)返混擠出疊加在正極集流體上，并通過卷壓機(jī)壓實(shí)，再將負(fù)極涂布后通過輥壓法把多層電芯壓實(shí)；◆

聚合物電解質(zhì)工藝難點(diǎn)在于成膜均一性控制和與負(fù)極接觸穩(wěn)定性，干法濕法工藝各有優(yōu)劣，后續(xù)預(yù)計(jì)雙路線并行，噴涂工藝相關(guān)專利數(shù)量較少，在固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域未獲大規(guī)模應(yīng)用。圖

干法工藝制備示意圖圖

濕法工藝制備示意圖圖

主流制造工藝優(yōu)缺點(diǎn)對比工藝優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)操作簡單，工藝成熟，

成本高，溶劑有毒性，濕法工藝易于規(guī)?；a(chǎn)殘留會降低離子電導(dǎo)率成本低，離子電導(dǎo)率高，厚度偏大，影響能量密度，生產(chǎn)速度慢干法工藝

不需要烘干，成膜孔隙率低21數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所氧化物：兼具電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，目前發(fā)展進(jìn)度較快◆

氧化物兼具電導(dǎo)率和穩(wěn)定性，量產(chǎn)難度適中，目前發(fā)展進(jìn)度較快。氧化物電解質(zhì)是含有鋰、氧以及其他成分(磷/鈦/鋁/鑭/鍺/鋅/鋯)的化合物，可分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩類。非晶態(tài)主要為LiPON型，晶態(tài)類可分為鈣鈦礦型(LLTO)、反鈣鈦礦型、GARNET型(LLZO)、NASICON型(L

ATP)、LISICON型幾類。整體看，氧化物熱穩(wěn)定性好、電化學(xué)窗口寬、機(jī)械強(qiáng)度高，缺點(diǎn)為電導(dǎo)率一般、脆度高難以加工、界面接觸差。量產(chǎn)方面，氧化物體系制備難度適中，較多新玩家和國內(nèi)企業(yè)選取此路線，預(yù)計(jì)采用與聚合物復(fù)合的方式，在半固態(tài)電池中率先規(guī)?；b車。圖

氧化物電解質(zhì)類型及對應(yīng)性能類型代表材料化學(xué)式電導(dǎo)率優(yōu)勢劣勢電化學(xué)窗口寬、熱穩(wěn)定性好、電阻小LiPON型LiPONLi

PO

N10-6S/cm離子電導(dǎo)率低2.93.3

0.46需高溫退火、晶界電阻高、鋰金屬不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本高Perovskite(鈣鈦礦)型Anti-Perovskite(反鈣鈦礦)型GARNET(石榴石)型LLTOLOCLi0.33La0.56TiO310-3S/cm10-3S/cm10-3S/cm10-4S/cm10-7S/cm離子電導(dǎo)率最高、循環(huán)壽命好離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬、

脆性較高、循環(huán)壽命差、不鋰金屬穩(wěn)定、成本低

易加工Li3OClLLZO/LLZTOLi

La

Zr

O

/離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬、

需進(jìn)行摻雜改性、生產(chǎn)成本鋰金屬穩(wěn)定、空氣相對穩(wěn)定73212Li

La

Zr

Ta

O0.6

12高6.431.4生產(chǎn)成本低、空氣中穩(wěn)定、電化

離子電導(dǎo)率偏低、鋰金屬不NASICON(快離子導(dǎo)體)型LISICON(快離子導(dǎo)體)型LATPLZGLi

Al

Ti

(PO

)1.4

0.4

1.6

4

3學(xué)窗口最寬，適合高電壓體系穩(wěn)定離子電導(dǎo)率低(需加熱)、空氣中敏感、鋰金屬不穩(wěn)定Li14Zn(GeO

)合成條件吻合，空氣中穩(wěn)定4

422數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所氧化物：LATP成本優(yōu)勢最佳，LLZO性能優(yōu)勢最優(yōu)◆

薄膜型產(chǎn)品：通過降低電解質(zhì)厚度，彌補(bǔ)離子電導(dǎo)率問題，但目前僅有非晶態(tài)的LiPON可通過真空蒸鍍制成薄膜，雖離子電導(dǎo)率差，但在較薄厚度時(shí)(≤2μm)，面電阻可控，因此倍率性能、循環(huán)性能優(yōu)異。但薄膜型電池容量很小(mAh級)，主要應(yīng)用在微型電子、消費(fèi)電子領(lǐng)域，但在Ah級電動車領(lǐng)域則需大量串并聯(lián)，工藝?yán)щy且造價(jià)不菲，應(yīng)用范圍有限?！?/p>

非薄膜型產(chǎn)品：綜合性能優(yōu)異，可制備容量型電池，目前以L

ATP、LLZO、LLTO路線為主。LATP電化學(xué)窗口最寬，空氣穩(wěn)定性好，燒結(jié)溫度低，生產(chǎn)成本低，但Ti4+很容易被Li還原，對鋰金屬不穩(wěn)定，整體更具性價(jià)比。LLZO綜合離子電導(dǎo)率最高，對鋰金屬穩(wěn)定，含稀有金屬鑭/鋯，燒結(jié)溫度高，生產(chǎn)成本高，需改性修飾處理（如摻Al/Ta、表面包覆等），性能優(yōu)勢最優(yōu)，長期可能潛力更大；LLTO晶體電導(dǎo)率最高，但晶界電導(dǎo)率低，短板效應(yīng)制約總體電導(dǎo)率，且對鋰金屬不穩(wěn)定，預(yù)計(jì)競爭力低于LATP/LLZO。圖

各固態(tài)電解質(zhì)金屬材料成本（EUR/kg）圖

氧化物電解質(zhì)公司布局環(huán)節(jié)企業(yè)體系LATP衛(wèi)藍(lán)新能源清陶能源贛鋒鋰業(yè)輝能科技天目先導(dǎo)藍(lán)固新能源上海洗霸貝特瑞1000LATP/LLTO/LLZO/LLZTOLATP/LLZO/LISICONLLZTO電池廠10010LATP/LLTO/LLZOLATP/LLTO/LLZOLLZTO電解質(zhì)廠正負(fù)極廠LATP/LLZOLATP

LAGP

LLZO

LLTO

LGPS

LSPS

LPS

LSAS容百科技LATP/LLZO23數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，

《Solid-State

BatteryRoadmap

2035+》，公司公告，東吳證券研究所工藝：干法生產(chǎn)簡單成本低，濕法生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)納米化◆

氧化物固態(tài)電解質(zhì)制備方法包括固相法、溶膠凝膠法、共沉淀法等，其中固相法成本低，為目前LLZO的主流生產(chǎn)方式，LATP涂覆需要納米化，因此液相法為主流生產(chǎn)方式。?

固相法：將原材料(鋰鹽、鑭/鋯/鋁氧化物等)按比例粉碎、反復(fù)球磨和高溫?zé)Y(jié)制備產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)為原材料易得、成本低、工藝簡單，缺點(diǎn)為能耗高、晶粒尺寸不均勻、易團(tuán)聚，影響產(chǎn)品性能，因此對研磨要求較高。?

液相法：將原材料(醋酸鋰、有機(jī)鑭/鋯鹽等)溶解，混合反應(yīng)后脫水聚合形成溶膠/凝膠，最終低溫煅燒制備產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)為能耗少，摻雜均勻，顆粒可控，可納米化，缺點(diǎn)為原材料成本高，存在環(huán)保問題，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。圖

LLZO/LLTO制備方法對比圖

固相法制備LLZO流程固相法液相法鋯/鑭源（LLZO/LLTO）氧化鋯/鑭有機(jī)鋯/鑭鹽成本低1200℃高450℃圖

液相法制備LLZO流程燒結(jié)溫度工藝簡單復(fù)雜產(chǎn)品特性主要應(yīng)用顆粒較粗大規(guī)模量產(chǎn)氧化物陶瓷均勻度高較小規(guī)模納米級粉體24數(shù)據(jù)：粉體圈，《Li7La3Zr2O12固態(tài)電解質(zhì)陶瓷墨水的制備及理化性能研究》，東吳證券研究所硫化物：電導(dǎo)率最高，兼具加工性能，但仍處于研發(fā)階段◆

硫化物電導(dǎo)率最高，兼具加工性能，潛力最大，但仍處于研發(fā)階段。硫化物離子電導(dǎo)率最高，質(zhì)地軟易加工，可以通過擠壓來增大界面接觸，從而提升電池性能。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)，硫化物也可分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩種。非晶態(tài)主要為LPS型(硫代磷酸)；晶態(tài)可分為Argyrodite型(硫銀鍺礦)、LGPS型(鋰鍺磷硫)、Thio-LISICON型(硫代-鋰快離子導(dǎo)體)。但硫化物固態(tài)電解質(zhì)存在成本高、電化學(xué)穩(wěn)定性差、空氣穩(wěn)定性差(遇水產(chǎn)H2S)、生產(chǎn)工藝難度大等缺點(diǎn)，限制了其在高能量密度(高電壓、鋰金屬)的電池應(yīng)用，目前仍處于研發(fā)階段，但后續(xù)發(fā)展?jié)摿ψ畲?，工藝突破后，可能成為未來主流路線。材料選擇方面，LPSCl具備成本優(yōu)勢，預(yù)計(jì)主打低端產(chǎn)品路線，LGPS綜合性能最好，但原材料成本高，預(yù)計(jì)聚焦中高端產(chǎn)品路線。圖

硫化物電解質(zhì)類型及對應(yīng)性能類型簡稱化學(xué)式代表材料電導(dǎo)率優(yōu)勢劣勢電化學(xué)窗口寬(5V)、熱穩(wěn)定

離子電導(dǎo)率相對低、空氣性好、成本低

中不穩(wěn)定Li-P-S型LPSLixPSLi

PS

Li

P

S4

2

610-3S/cmx34、Li

PS

X離子電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性

電化學(xué)窗口窄(＜2.2V)、空Argyrodite型LGPS型LPSCl/LPSlLGPS65Li

PS

Cl、Li

PS

I

10-2～10-3S/cm6

5

6

5(X=Cl,

Br,or

I)好、成本低氣中不穩(wěn)定Li

MP

S離子導(dǎo)電性最高、電化學(xué)xxxLi

GeP

S10-2S/cm10-3S/cm鋰金屬不穩(wěn)定、成本較高(M=Ge,

Sn,

Si,

Al)10212窗口寬(5V)Li

M

M'

SLGPS(LISICON)4–x

1–xx4電化學(xué)窗口寬(5V)、電化學(xué)

離子電導(dǎo)率相對低、成本Thio-LISICON型(M=Si、Ge、Zr，

Li3.25Ge0.25P0.75S4穩(wěn)定性高較高M(jìn)‘=P、Al、Zn、Ga)25數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所工藝：高能球磨法為主流工藝，氣相合成法助力規(guī)模量產(chǎn)◆

硫化物固態(tài)電解質(zhì)制備方法包括高溫淬冷法、高能球磨法、液相法等，制備過程需在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。?

高溫淬冷法：將原料加熱到熔融溫度，充分接觸反應(yīng)后，急劇降溫到室溫后回火。優(yōu)點(diǎn)是顆粒粉末較細(xì)，壓實(shí)密度較高缺點(diǎn)是能耗高，操作難度大，在淬冷降溫過程中易生成雜相，得到的材料結(jié)晶度難以控制，適合制備非晶態(tài)硫化物電解質(zhì)。?

高能球磨法：將原料混合裝入球磨機(jī)上高能球磨，球磨后取出再進(jìn)行熱處理，優(yōu)點(diǎn)是混合均勻，離子電導(dǎo)率和結(jié)晶度得到改善，缺點(diǎn)是設(shè)備要求較高，制備時(shí)間長，僅適合小批量生產(chǎn)，為目前主流制備工藝。?

液相法：將原料放置于溶液中攪拌，充分反應(yīng)后蒸發(fā)溶劑，然后再進(jìn)行熱處理，進(jìn)而制備固態(tài)電解質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)是原料可在溶液中充分接觸，結(jié)晶度可控，缺點(diǎn)是離子電導(dǎo)率偏低，適用于制備薄膜電解質(zhì)。?

氣相合成法：以空氣穩(wěn)定的氧化物為原料，一步氣相法合成硫化物電解質(zhì)，制備過程空氣穩(wěn)定，大幅簡化制備工藝，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間和制備成本，適合大批量生產(chǎn)，通過調(diào)整摻雜等手段，電導(dǎo)率可達(dá)2.45×10-3S/cm。圖

硫化物制備方法對比圖

高能球磨法制備工藝高溫淬冷法液相法高能球磨法氣相合成法Li

CO

、原料Li

S/P

S

/GeSLi

S/P

S

/GeS

Li

S/P

S

/GeS23225222522252SnO

+CS22成本中較低加熱高加熱低圖

一步氣相法合成工藝制備溫度工藝高溫復(fù)雜室溫簡單簡單適中制備特性適合應(yīng)用壓實(shí)密度高非晶態(tài)結(jié)晶可控薄膜均勻度高小規(guī)模空氣穩(wěn)定大規(guī)模26數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所成本：氧化物成本相對較低，硫化物成本較為昂貴◆

氧化物電解質(zhì)成本相對較低，硫化物電解質(zhì)成本較為昂貴。根據(jù)4月13日金屬價(jià)格，鑭0.62萬/噸，鋯5.13萬/噸，鍺893萬/噸，鉭223萬/噸，鋰90萬/噸，鈦2.42萬/噸，計(jì)算得出氧化物電解質(zhì)LLTO金屬成本為2.11萬元/噸，LATP金屬成本為2.81萬元/噸，LLZO金屬成本為6.65萬元/噸，LLZTO金屬成本為32.82萬元/噸，硫化物電解質(zhì)LGPS金屬成本為120.84萬元/噸。整體來看，氧化物電解質(zhì)成本顯著低于硫化物電解質(zhì)，其中LLTO和LATP成本更為低廉，短期性價(jià)比更高，LLZO和LLZTO雖性能更好，但成本相對較高。雖然硫化物電解質(zhì)離子導(dǎo)電性最高，發(fā)展?jié)摿ψ畲?，但原材料成本昂貴，仍未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地，預(yù)計(jì)未來實(shí)現(xiàn)突破后，聚焦中高端產(chǎn)品路線。圖

固態(tài)電解質(zhì)金屬成本金屬成本(萬元/噸)金屬總成本(萬元/噸)代表材料

技術(shù)路線化學(xué)式分子量鋰鑭鈦鋯鉭鋁鍺Li0.33La0.56TiO3LLTOLATPLLZOLLZTOLGPS氧化物氧化物氧化物氧化物硫化物1761.180.270.66----2.112.81Li

Al

Ti

(PO

)3828408895892.305.23-0.49--0.02-1.4

0.4

1.64

3Li

La

Zr

O120.310.29----1.120.74--27.28------6.65732Li

La

Zr

Ta

O4.5132.82120.846.431.40.6

12Li

GeP

S1021210.65110.1927數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，東吳證券研究所半固態(tài)電解質(zhì)：氧化物+聚合物復(fù)合，大幅提升電池性能◆

半固態(tài)電池主要采用氧化物+聚合物復(fù)合體系，通過原位固態(tài)化等工藝，大幅提升電池性能。半固態(tài)電池保留一定液體含量，并使用氧化物+聚合物電解質(zhì)、氧化物隔膜涂覆與正負(fù)極包覆，疊加深度預(yù)鋰化等技術(shù)，提升電池的綜合性能。殘余液相賦予固體電解質(zhì)優(yōu)異的形狀變化能力，使其可以適應(yīng)充/放電中不可避免的體積變化，從而提升循環(huán)和倍率性能。◆

原位固態(tài)化解決固固界面問題，制備工藝兼容且高效。原位固態(tài)化是半固態(tài)電池中的重要工藝，其與傳統(tǒng)鋰電池制備工藝高度兼容，是將單體（碳酸酯、丙烯酸酯等）與引發(fā)劑混合后注液，通過加熱等方式下聚合固化（變?yōu)榫酆衔铮?。在固化之前，可流動的液態(tài)前驅(qū)體可以充分浸潤電極/電解質(zhì)的空隙，然后在填充區(qū)域聚合為固體，充分保證電極和電解質(zhì)之間的接觸，并僅存留不連續(xù)的液相，使得電池的能量密度和安全性都獲得了顯著的突破。工藝的難點(diǎn)在于保證聚合時(shí)的熱控制，從而影響固化的均勻性。圖

衛(wèi)藍(lán)新能源基于原位固態(tài)化的半固態(tài)電池圖

衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源半固態(tài)電池復(fù)合電解質(zhì)對比衛(wèi)藍(lán)新能源清陶能源氧化物聚合物粘結(jié)劑鋰鹽LATPLATP聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等

聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等PVDFPVDFLiTFSILiTFSI/LiFSI28數(shù)據(jù)：衛(wèi)藍(lán)新能源，國家知識產(chǎn)權(quán)局，各公司環(huán)評報(bào)告，東吳證券研究所負(fù)極：短中期向硅基負(fù)極發(fā)展，長期向鋰金屬負(fù)極迭代◆

電池能量密度提升，驅(qū)動負(fù)極向高性能迭代，目前以石墨負(fù)極為主，中短期向硅基負(fù)極發(fā)展，長期有望切換至金屬鋰。鋰電池負(fù)極材料目前以石墨為主，具有高電導(dǎo)率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢，但已接近理論比容量(372mAh/g)。硅基負(fù)極理論比容量高(4200mAh/g)，但存在體積膨脹(380%)、導(dǎo)電性差和SEI膜不穩(wěn)定的問題，多與石墨摻雜應(yīng)用。鋰金屬負(fù)極理論比容量高(3860mAh/g)，電位低(-3.04eV)，導(dǎo)電性優(yōu)異，因此具有巨大潛力，但存在鋰枝晶、循環(huán)時(shí)體積變化等問題。液態(tài)電解質(zhì)中，由于硅和電解液發(fā)生副反應(yīng)，消耗硅/鋰/電解液，鋰枝晶容易刺穿隔膜引發(fā)短路的問題，新型負(fù)極應(yīng)用受到限制。而固態(tài)電解質(zhì)電化學(xué)窗口更寬，化學(xué)穩(wěn)定性更高，可抑制鋰枝晶生長，因此打開材料選擇空間，預(yù)計(jì)中短期向硅基負(fù)極發(fā)展，長期向鋰金屬負(fù)極迭代。表

負(fù)極材料性能對比負(fù)極材料天然石墨比容量(mAh/g)

首次效率(%)

電極電位(V)倍率性能循環(huán)壽命(次)

體積膨脹率(%)安全性市場價(jià)(萬元/噸)340-370310-36090-9390-9690-9480-8585-9065-7598-9990-950.20.2一般>1000>1500>1000>1500500-600>1000>30000>300<12<12-一般3-6人造石墨一般良好良好略差一般優(yōu)異一般良好良好良好一般一般高3-7碳材料中間相碳微球300-3500.26-10無定形碳（硬碳）300-4000.52<18-20硅碳硅氧400-7000.3-0.50.3-0.51.55>300>100<18-20450-50040-6010-35＞100非碳材料鈦酸鋰鋰金屬165-1703860（理論）-3.04～120較差負(fù)極材料訴求：高克容量、低電化學(xué)勢、低膨脹、高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性、低成本29數(shù)據(jù)：知網(wǎng)，第一電動圈，《Solid-State

BatteryRoadmap

2035+》，東吳證券研究所硅基負(fù)極：硅氧中期仍為主流，硅碳長期更具潛力◆

硅氧中期仍為主流，硅碳長期更具潛力。硅基負(fù)極主要分為硅碳負(fù)極和硅氧負(fù)極兩種路線，硅碳負(fù)極以納米硅(Nano-Si)摻混石墨，具有比容量高和首效高的優(yōu)勢，但具有體積膨脹較大、循環(huán)性能差的劣勢，因此對工藝要求較高，需疊加小粒徑和包覆技術(shù)，目前主要應(yīng)用于消費(fèi)電子和電動工具等領(lǐng)域，工藝突破后潛力更大。硅氧負(fù)極以氧化亞硅(SiOx)摻雜石墨，粒徑小均勻度高，循環(huán)和倍率性能更佳，但首效低無法單獨(dú)使用，需要通過預(yù)鋰/預(yù)鎂化等處理，率先應(yīng)用于動力電池領(lǐng)域，技術(shù)相對成熟，綜合性能更加均衡。預(yù)計(jì)硅基負(fù)極中期將以技術(shù)成熟的硅氧負(fù)極為主，長期高克容量硅碳負(fù)極空間更大?！?/p>

硅基材料關(guān)鍵在于納米分散化，有效減少表面應(yīng)力，從而緩解體積膨脹問題。硅碳負(fù)極由研磨后的納米硅粉與基體材料，通過造粒工藝形成前驅(qū)體，然后經(jīng)表面處理、燒結(jié)、粉碎、篩分、除磁等工序制備。硅氧負(fù)極通過納米硅粉和二氧化硅經(jīng)研磨合成一氧化硅，形成硅氧負(fù)極材料前驅(qū)體，然后經(jīng)粉碎、分級、表面處理、燒結(jié)、篩分、除磁等工序制備。從工藝端看，硅基負(fù)極會拉動硅烷、PAA、單壁管、補(bǔ)鋰劑等材料的需求。表

硅碳負(fù)極與硅氧負(fù)極的制備流程含羥基有納米硅粉二氧化硅納米硅粉研磨研磨機(jī)溶劑加熱預(yù)反應(yīng)噴霧干燥降溫焙燒研磨粉碎混合石墨壓粉SiO合金化研磨高溫焙燒表面包覆,有機(jī)碳源過篩粉碎除磁燒結(jié)硅碳負(fù)極氧化硅乙炔30數(shù)據(jù)：粉體網(wǎng)，東吳證券研究所粘結(jié)劑：PAA粘附性更強(qiáng)，更加適配硅基負(fù)極◆

PAA粘結(jié)劑粘附性更強(qiáng)，更加適配硅基負(fù)極。硅基負(fù)極膨脹率高，傳統(tǒng)SBR+CMC體系粘附性不強(qiáng)，無法發(fā)揮硅基負(fù)極性能優(yōu)勢。而PAA側(cè)鏈含較多羧基官能團(tuán)，可產(chǎn)生較強(qiáng)的氫鍵，從而賦予活性顆粒與集流體之間較強(qiáng)的結(jié)合力，并與硅形成類似SEI膜的包覆層，從而有效提升硅基負(fù)極的循環(huán)性能。PAA的粘結(jié)力較強(qiáng)，從而單位添加量減少，并無需CMC等穩(wěn)定劑，但成本更貴，脆性更高，仍需進(jìn)一步改性或與其他材料結(jié)合?！?/p>

PAA工藝難點(diǎn)在于分子量集中度的把控。PAA主流生產(chǎn)工藝為丙烯酸經(jīng)過聚合，除水脫水，完成干燥結(jié)晶，或者以濃溶液的形式出貨，難點(diǎn)在于聚合反應(yīng)里面的攪速、溫度等參數(shù)控制，目前PAA產(chǎn)品存在分子量分布較寬的問題。相對于電解液添加劑來說，粘結(jié)劑高分子聚合物的工藝流程的技術(shù)壁壘比較弱，工藝的繁瑣程度也較低。圖

負(fù)極粘結(jié)劑性能對比圖

PAA生產(chǎn)工藝流程甲基丙烯酸甲酯、乳化劑、引發(fā)劑SBR+CMCPAA適用情形分散體系石墨負(fù)極水性石墨、硅基負(fù)極水性攪拌溶解粘結(jié)力較強(qiáng)，添加量減少；緩解硅基材料體積膨脹，在電解液溶劑中溶脹小PAA漿料優(yōu)勢劣勢柔性更好，加工性能較好粘結(jié)力較弱，添加量較大聚合反應(yīng)（固體含量50%）柔性較差，會出現(xiàn)裂紋；適配的酸堿度環(huán)境要求高干燥結(jié)晶PAA粉體31