硫化物全固態(tài)電池距離量產(chǎn)還有多遠(yuǎn)

硫化物全固態(tài)電池距離量產(chǎn)還有多遠(yuǎn)？固態(tài)電池是鋰電池“0-1”新技術(shù)進(jìn)步的終局方向。2026-2028年是不同技術(shù)路線(xiàn)全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的關(guān)鍵階段，其中硫化物路線(xiàn)有望在2026年率先量產(chǎn)，預(yù)計(jì)2030年全固態(tài)電池市場(chǎng)空間將達(dá)到千億元。回顧與復(fù)盤(pán)：固態(tài)電池的半固態(tài)和全固態(tài)上下半場(chǎng)。2024年固態(tài)電池主題行情分為氧化物半固態(tài)電池和硫化物全固態(tài)電池兩個(gè)階段，24年底的行情重點(diǎn)交易的是硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，寧德時(shí)代等頭部企業(yè)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間點(diǎn)更明確。固態(tài)電池主題行情與鋰電基本面共振，大票與小票共振。eVTOL成為固態(tài)電池最佳落地場(chǎng)景，低空經(jīng)濟(jì)和固態(tài)電池都屬于“0-1”新技術(shù)，受益于充裕的流動(dòng)性，行情方面偏向于同步演繹。展望未來(lái)，固態(tài)電池也有望在eVTOL上實(shí)現(xiàn)突破性裝機(jī)應(yīng)用。硫化物路線(xiàn)是否是共識(shí)？布局全固態(tài)電池的廠(chǎng)商基本都選擇了硫化物路線(xiàn)，而鹵化物路線(xiàn)起步晚、預(yù)期差大。硫化物固態(tài)電解質(zhì)中的LPSCI有潛力應(yīng)用于成本敏感型領(lǐng)域，LGPS性能優(yōu)異但成本較高，將應(yīng)用在中高端領(lǐng)域。中日韓硫化物固態(tài)電解質(zhì)主體材料大致相似，差異體現(xiàn)在改性方式、復(fù)合材料搭配、正負(fù)極材料體系等，目前處于從實(shí)驗(yàn)室向規(guī)?；a(chǎn)過(guò)渡的階段，從專(zhuān)利數(shù)量來(lái)看中外差距縮小。制造環(huán)境的精密調(diào)控、高壓成型技術(shù)、成熟的量產(chǎn)設(shè)備是有待突破的重下一階段看固態(tài)電解質(zhì)&硫化鋰的量產(chǎn)與降本。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已具備硫化物固態(tài)電解質(zhì)噸級(jí)量產(chǎn)能力，2025-2026年將有十噸級(jí)到百?lài)嵓?jí)的產(chǎn)線(xiàn)落地，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的降本核心難點(diǎn)在于硫化鋰的降本，尤其還要兼顧硫化鋰的純度。碳熱還原法、液相法、氣相法制備硫化鋰的技術(shù)路線(xiàn)之爭(zhēng)或成為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈核心公司走出來(lái)的機(jī)會(huì)。設(shè)備工藝的增量在哪里？硫化物路線(xiàn)在材料科學(xué)上已經(jīng)解決了關(guān)鍵難題，目前最大的挑戰(zhàn)在于工藝設(shè)備的穩(wěn)定性和制造能力。干法電極工藝是純?cè)隽凯h(huán)節(jié)，省去了涂布、烘干、溶劑回收設(shè)備，增加了纖維化設(shè)備，對(duì)輥壓機(jī)要求大大提升。等靜壓技術(shù)尤其適用于硫化物固態(tài)電解質(zhì)層的成型，開(kāi)始被引入到固態(tài)電池生產(chǎn)領(lǐng)投資建議：1、材料環(huán)節(jié)：硫化物固態(tài)電解質(zhì)及其原材料硫化鋰是全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈的增量材料，邏輯最順；其次硅基負(fù)極、碳納米管的滲透率和添加比例也將受益于固態(tài)電池技術(shù)趨勢(shì)而提升。建議關(guān)注：固態(tài)電解質(zhì)/硫化鋰：有研新材、廈鎢新能、當(dāng)升科技、恩捷股份；硅基負(fù)極：圣泉集團(tuán)、元力股份、日播時(shí)尚、璞泰來(lái)；碳納米管：天奈科技、道氏技術(shù)。2、設(shè)備環(huán)節(jié)：新技術(shù)設(shè)備先行，干法電極設(shè)備為增量設(shè)備，等靜壓技術(shù)預(yù)期差大。建議關(guān)注：干法電極：納科諾爾、曼恩斯特；整線(xiàn)設(shè)備：利元亨、先導(dǎo)智能、贏(yíng)合科技。風(fēng)險(xiǎn)提示：新技術(shù)研發(fā)不及預(yù)期、技術(shù)路線(xiàn)變化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期等。資料來(lái)源：Wind電力設(shè)備新能源電力設(shè)備新能源 4 4 5 8 8 圖1：中國(guó)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化時(shí)間表 4圖2：中國(guó)固態(tài)電池市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)（左軸）及價(jià)格（右軸） 4圖3：中國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈圖 5圖4：固態(tài)電池板塊行情復(fù)盤(pán) 6圖5：低空經(jīng)濟(jì)板塊行情復(fù)盤(pán) 6圖6：硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展 9圖7：全球（左）及國(guó)內(nèi)（右）全固態(tài)電池相關(guān)總申請(qǐng)專(zhuān)利量 11圖8：全球全固態(tài)電池專(zhuān)利年申請(qǐng)量趨勢(shì)圖 11圖9：硫化物固態(tài)電解質(zhì)成本結(jié)構(gòu) 圖10：硫化物全固態(tài)電池成本結(jié)構(gòu) 圖11：濕法電極與干法電極生產(chǎn)線(xiàn)示意圖 14圖12：PTFE粘結(jié)劑原纖化用于干法電極（b）與濕法電極（a）對(duì)比 14圖13：靜電噴涂法示意圖 圖14：等靜壓對(duì)固態(tài)電池的影響示意圖 圖15：等靜壓提升固態(tài)電解質(zhì)界面接觸和致密性 17表1：硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展 4表2：車(chē)用動(dòng)力電池現(xiàn)狀和飛行汽車(chē)用動(dòng)力電池需求對(duì)比 7表3：硫化物固態(tài)電解質(zhì)分類(lèi) 8表4：硫化物全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展 8表5：部分企業(yè)硫化物全固態(tài)電池?cái)?shù)據(jù) 9表6：部分企業(yè)硫化物全固態(tài)電池?cái)?shù)據(jù) 11表7：硫化物固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度 表8：硫化鋰布局企業(yè)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度 表9：干法電極和濕法電極工藝對(duì)比 表10：干法電極工藝的技術(shù)難點(diǎn) 表11：干法電極工藝設(shè)備企業(yè)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度 16表12：等靜壓技術(shù)分類(lèi)與應(yīng)用進(jìn)展 表13：輥壓機(jī)和等靜壓機(jī)設(shè)備參數(shù) 電力設(shè)備新能源電力設(shè)備新能源固態(tài)電池是鋰電池“0-1”新技術(shù)進(jìn)步的終局方向，行情演繹多由產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)展事件催化。2024年初以來(lái)，智己L6固態(tài)電池裝車(chē)引發(fā)的第一輪行情圍繞氧化物半固態(tài)電池展開(kāi)，應(yīng)用聚焦在中高端動(dòng)力電池。24年11月由寧德時(shí)代、華為等全固態(tài)技術(shù)進(jìn)展催化，圍繞硫化物全固態(tài)電池展開(kāi)。/////資料來(lái)源：固態(tài)電池SSB，光大證券研究所2026-2028年是不同技術(shù)路線(xiàn)全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的關(guān)鍵階段，其中硫化物路線(xiàn)有望在2026年率先量產(chǎn)。2029年之后，隨著全固態(tài)電池降本進(jìn)行，鋰電池產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入成熟期的調(diào)結(jié)構(gòu)階段。根據(jù)億歐智庫(kù)預(yù)測(cè)，2030年全固態(tài)電池市場(chǎng)空間將達(dá)到千億元規(guī)模，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)1800億元。資料來(lái)源：Trendforce20003.51800160014001200100080060040020003.02.52.01.51.00.50.020242025E2026E2027E2028E2029E2030E半固態(tài)電池（億元）聚合物固態(tài)電池（億元）全固態(tài)電池價(jià)格（元/Wh）氧化物固態(tài)電池（億元）半固態(tài)電池價(jià)格（元/Wh）硫化物固態(tài)電池（億元）半固態(tài)電池（億元）聚合物固態(tài)電池（億元）全固態(tài)電池價(jià)格（元/Wh）氧化物固態(tài)電池（億元）半固態(tài)電池價(jià)格（元/Wh）資料來(lái)源：億歐智庫(kù)電池制造商主導(dǎo)研發(fā)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，科研團(tuán)隊(duì)成果轉(zhuǎn)化。鋰電材料制造商配合研發(fā)，進(jìn)行固態(tài)電解質(zhì)等增量材料的研發(fā)和生產(chǎn)。鋰電設(shè)備制造商配合固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)發(fā)。高校及科研院所背景的研究團(tuán)隊(duì)成立初創(chuàng)公司，或與資金實(shí)力雄厚的公司合作，實(shí)現(xiàn)技術(shù)“0-1”的產(chǎn)業(yè)化。資料來(lái)源：億歐智庫(kù)2024年固態(tài)電池主題行情可分為兩個(gè)階段：第一階段：氧化物半固態(tài)電池。本階段行情的核心催化劑為24年4月，智己L6搭載首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的半固態(tài)電池事件催化，應(yīng)用聚焦在中高端動(dòng)力電池。代表標(biāo)的為清陶半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈，核心標(biāo)的包括當(dāng)升科技、三祥新材、翔豐華等。第二階段：硫化物全固態(tài)電池。本階段重點(diǎn)交易的是硫化物全固態(tài)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，頭部企業(yè)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間點(diǎn)更為明確。24年8月鵬輝能源發(fā)布第一代20Ah固態(tài)電池。11月華為公布最新的硫化物固態(tài)電池專(zhuān)利、寧德時(shí)代20Ah硫化物全固態(tài)電池試制、億航智能與全固態(tài)電池廠(chǎng)商欣界能源戰(zhàn)略合作進(jìn)一步引發(fā)更大范圍行情，且聚焦在硫化物全固態(tài)電池上。應(yīng)用場(chǎng)景也不僅限于高端動(dòng)力電池，eVTOL和3C的應(yīng)用前景也更為明朗。代表標(biāo)的為硫化物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展有實(shí)質(zhì)突破的公司，核心標(biāo)的包括有研新材、廈鎢新能、納科諾爾等，圍繞硫化物固態(tài)電解質(zhì)、干法電極輥壓設(shè)備等全固態(tài)電池核心邊際變化的環(huán)節(jié)。與鋰電基本面、供給側(cè)改革行情共振。鋰電生產(chǎn)具有季節(jié)性，3月春節(jié)后復(fù)產(chǎn)帶來(lái)上半年小旺季，“金九銀十”疊加年末搶出口又帶動(dòng)了下半年旺季的產(chǎn)銷(xiāo)兩旺。因此，固態(tài)電池主題行情與鋰電基本面行情共振，大票與小票共振。另外，由于行業(yè)供需周期磨底，高壓實(shí)磷酸鐵鋰、快充負(fù)極等技術(shù)升級(jí)產(chǎn)品、負(fù)極和銅箔等虧損環(huán)節(jié)、政策預(yù)期引導(dǎo)的供給側(cè)改革方向也迎來(lái)了漲價(jià)行情。第一階段：氧化物半固態(tài)電池(當(dāng)升科技、三祥新材、翔豐華）24年4月智己L6搭載首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的半固態(tài)電池事件催化應(yīng)用聚焦在中高端動(dòng)力電池第二階段：硫化物全固態(tài)電池（有研新材、廈鎢新能、納科諾爾）11月華為公布最新的硫化物固態(tài)電池專(zhuān)利、寧德20A硫化物全固態(tài)電池試制、億航與全固態(tài)電池欣界戰(zhàn)略合作應(yīng)用場(chǎng)景：eVTOL和3C應(yīng)用前景也更為明朗.80.0%第一階段：氧化物半固態(tài)電池(當(dāng)升科技、三祥新材、翔豐華）24年4月智己L6搭載首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的半固態(tài)電池事件催化應(yīng)用聚焦在中高端動(dòng)力電池第二階段：硫化物全固態(tài)電池（有研新材、廈鎢新能、納科諾爾）11月華為公布最新的硫化物固態(tài)電池專(zhuān)利、寧德20A硫化物全固態(tài)電池試制、億航與全固態(tài)電池欣界戰(zhàn)略合作應(yīng)用場(chǎng)景：eVTOL和3C應(yīng)用前景也更為明朗.40.0%20.0%-20.0%-40.0%-60.0%2024/12024/32024/62024/82024/112025/1有研新材三祥新材滬深300資料來(lái)源：wind，光大證券研究所，截至2025年1月17日與低空經(jīng)濟(jì)主題行情聯(lián)動(dòng)。鋰電池成為eVTOL性能的主要驅(qū)動(dòng)因素，能量密度、充放電性能、安全性、熱管理性能是核心，eVTOL成為固態(tài)電池最佳落地場(chǎng)景。高科技方向、類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)投資的主題行情是24年市場(chǎng)偏好的風(fēng)格，低空經(jīng)濟(jì)和固態(tài)電池都屬于“0-1”新技術(shù)，受益于充裕的流動(dòng)性，行情方面偏向于同步演繹。展望未來(lái)，固態(tài)電池也有望在eVTOL上實(shí)現(xiàn)突破性裝機(jī)應(yīng)用。2023年12月中央經(jīng)濟(jì)工2023年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出打造低空經(jīng)濟(jì)新興產(chǎn)業(yè)。2024年3月兩會(huì)首次將低空經(jīng)濟(jì)寫(xiě)入政府工作報(bào)告。3-5月有一2024年3月兩會(huì)首次將低空經(jīng)濟(jì)寫(xiě)入政府工作報(bào)告。3-5月有一波較好行情。11月珠海航展將行情推向階段高點(diǎn)。60.00%11月珠海航展將行情推向階段高點(diǎn)。7月22日億航智能提交OC運(yùn)營(yíng)合格證申請(qǐng)并獲受理；7月22日億航智能提交OC運(yùn)營(yíng)合格證申請(qǐng)并獲受理；7月30日中央提出促進(jìn)低空經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，推動(dòng)板塊到達(dá)階段高點(diǎn)。4-6月地方政府低空行動(dòng)方案密集出臺(tái)。20.00%0.00%-20.00%-40.00%2024/12024/32024/62024/82024/112025/1低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)滬深300低空經(jīng)濟(jì)指數(shù)相對(duì)收益資料來(lái)源：wind，光大證券研究所，截至2025年1月17日1≤20min/全固態(tài)電池基于電解質(zhì)體系的不同進(jìn)行分類(lèi)，可分為氧化物全固態(tài)電池、硫化物全固態(tài)電池、聚合物全固態(tài)電池，另外，鹵化物固態(tài)電解質(zhì)近幾年也受到了廣泛關(guān)注。硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于其超高的室溫離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械加工性能受到關(guān)注，其離子電導(dǎo)率已被提升到了與液態(tài)相近的水平。根據(jù)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)特征可以將其分為晶態(tài)與非晶態(tài)兩大類(lèi)。非晶態(tài)以L(fǎng)PS型(硫代磷酸鹽)為代表。晶態(tài)又可分為Argyrodite型(硫銀鍺礦型)、LGPS型(鋰鍺磷硫型)以及Thio-LISICON型(硫代-鋰快離子導(dǎo)體型)三類(lèi)。其中，Argyrodite型(硫銀鍺礦型)和LGPS型(鋰鍺磷硫型)離子電導(dǎo)率性能突出。Argyrodite型成本優(yōu)勢(shì)突出，尤其是Argyrodite型中的LPSCI，未來(lái)有潛力應(yīng)用于成本敏感型領(lǐng)域。LGPS型性能優(yōu)異但原材料成本較為高昂，預(yù)計(jì)將應(yīng)用于對(duì)性能有更高要求的中高端領(lǐng)域。xPSx3PS4、Li4P2S66P5Cl、Li6PS5I高資料來(lái)源：《2024年固態(tài)鋰電池技術(shù)白皮書(shū)》，太藍(lán)新能源等制約硫化物固態(tài)電解質(zhì)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的因素包括成本高、界面穩(wěn)定性較差、對(duì)空氣的敏感性。例如，正極側(cè)界面問(wèn)題導(dǎo)致活性物質(zhì)利用率低，鋰離子在界面擴(kuò)散受到阻礙，負(fù)極側(cè)界面問(wèn)題導(dǎo)致鋰枝晶的生長(zhǎng)、固態(tài)電解質(zhì)和金屬鋰負(fù)極產(chǎn)生嚴(yán)重的副反應(yīng)。QuantumScape認(rèn)為硫化物固態(tài)電解質(zhì)難以阻止鋰枝晶生長(zhǎng)，限制了鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用，除非僅限于搭配硅負(fù)極的材料體系，以及高壓高溫的條件下應(yīng)用，因此他們選擇了氧化物路線(xiàn)。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的限制因素通過(guò)材料學(xué)手段可以解決。正極的界面問(wèn)題可以通過(guò)選擇合適的導(dǎo)電劑或改性電解質(zhì)、包覆等方式解決，負(fù)極界面的優(yōu)化可以通過(guò)電解質(zhì)改性、鋰合金、引入鋰金屬保護(hù)層等方式解決。資料來(lái)源：《2024年固態(tài)鋰電池技術(shù)白皮書(shū)》，太藍(lán)新能源等下一階段考驗(yàn)其工業(yè)化能力。硫化物固態(tài)電池在實(shí)驗(yàn)室展現(xiàn)出潛力，目前處于向規(guī)?；a(chǎn)過(guò)渡的過(guò)程。制造環(huán)境的精密調(diào)控、高壓成型技術(shù)、成熟的量產(chǎn)設(shè)備是有待突破的重點(diǎn)。日本主要集中于硫化物全固態(tài)電池的研發(fā)，其中豐田、本田、日產(chǎn)等車(chē)企具有強(qiáng)大的固態(tài)電池研發(fā)實(shí)力，豐田汽車(chē)與出光興產(chǎn)株式會(huì)社合作，致力于開(kāi)發(fā)更高效的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，計(jì)劃在2027-2028年間實(shí)現(xiàn)商業(yè)化和大規(guī)模生產(chǎn)。韓國(guó)企業(yè)如LG、三星SDI對(duì)硫化物技術(shù)路線(xiàn)重點(diǎn)布局，三星SDI計(jì)劃2027年全面投產(chǎn)全固態(tài)電池，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。資料來(lái)源：吳凡、李泓等《Solid-StateLithiumBatteries-FromFundamentalResearchtoIndustrialProgress》2023年cm?1)100%氧化物固態(tài)/////?1//SES//?1//?1/?1(C/3)/資料來(lái)源：吳凡、李泓等《Solid-StateLithiumBatteries-FromFundamentalResearchtoIndustrialProgress》2023年鹵化物固態(tài)電解質(zhì)（LiaMXb）具有更優(yōu)的高電壓穩(wěn)定性，可以直接與無(wú)包覆的正極材料制備復(fù)合正極實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)性能，因此被視作第四類(lèi)固態(tài)電解質(zhì)。根據(jù)金屬元素M的不同，可分為第3族金屬鹵化物（如Sc、Y和La-Lu）、第4族金屬鹵化物（Zr和Hf）、第13族元素鹵化物(如A1、Ga和In)。其中，化學(xué)氧化穩(wěn)定性高和成本優(yōu)勢(shì)突出的Li2ZrCl6及其衍生物如Li2+xZr1-xFexCl6、濕度耐受性高的Li3InCl6是鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的代表。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)由于金屬元素的成本較高，但可以通過(guò)廉價(jià)金屬替代來(lái)解決。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)仍處于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)階段，暫未單獨(dú)作為固態(tài)電解質(zhì)膜使用，通常被用于復(fù)合正極片。布局企業(yè)有清陶、藍(lán)固新能源、國(guó)聯(lián)汽車(chē)動(dòng)力研究院、有研廣東院固態(tài)電池中心、松下、億緯鋰能、弗迪電池等。以豐田為代表的日本企業(yè)和產(chǎn)業(yè)界合作緊密，在硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料的穩(wěn)定性提升方面有豐富的積累，并且在專(zhuān)利上進(jìn)行了全面的、領(lǐng)先性的布局。豐田與出光興產(chǎn)、東京工業(yè)大學(xué)等合作開(kāi)發(fā)硫化物固態(tài)電解質(zhì)，Li2S-P2S5-LiCl電解質(zhì)的穩(wěn)定性提高，在電芯組裝層級(jí)技術(shù)方面，豐田選擇與松下合作。韓國(guó)企業(yè)則在探索LPSCl和高能量密度的正負(fù)極材料體系的應(yīng)用，LG新能源采用純硅作為負(fù)極的全固態(tài)鋰電池技術(shù)，三星采用銀碳作為負(fù)極的全固態(tài)鋰電池技國(guó)家代表公司種類(lèi)電解質(zhì)組成離子電導(dǎo)率電池：正極||電解質(zhì)||負(fù)極倍率放電容量循環(huán)壽命豐田硫化物電解質(zhì)1.2×10-2LCO||LGPS||In金屬—硫化物電解質(zhì)含有Li、P、S、I、Br元素的電解質(zhì)5×10-3————硫化物電解質(zhì)具有PS43-結(jié)構(gòu)的電解質(zhì)3.2×10-3————硫化物電解質(zhì)2.5×10-2TO-石墨復(fù)合電極循環(huán)500次，放電容量保持率75%（100℃)硫化物電解質(zhì)3.2×10-3————本田硫化物電解質(zhì)3.3×10-2——硫化物電解質(zhì)——循環(huán)500次，放電容量保持率90%（55℃)韓國(guó)LG新能源硫化物電解質(zhì)—循環(huán)500次以上，放電容量保持率80%三星硫化物電解質(zhì)—保持率89%（60℃)美國(guó)硫化物電解質(zhì)8.2×10-3————硫化物電解質(zhì)5.25×10-4————中科固能硫化物電解質(zhì)1.04×10-2金電流密度m—物—屬—量保持率大于70%恩力動(dòng)力硫化物1.10×10-2————負(fù)極——保持率80%（50℃)資料來(lái)源：高玉李等《全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化和技術(shù)研究進(jìn)展》2024日本企業(yè)專(zhuān)利布局早且數(shù)量領(lǐng)先，中國(guó)企業(yè)后發(fā)追趕，實(shí)驗(yàn)室層級(jí)技術(shù)已成熟。從世界范圍來(lái)看，2011年開(kāi)始以豐田為首的日本企業(yè)開(kāi)始布局全固態(tài)電池專(zhuān)利并一直領(lǐng)先，2017年起增長(zhǎng)較快。中國(guó)2017年之前研究較少，2020年后專(zhuān)利大幅增加，2023年達(dá)到頂峰。豐田松下本田L(fēng)G新能源富士現(xiàn)代日產(chǎn)三星SDI 出光興產(chǎn) 三星電子大日本印刷TDK雷諾住友金屬起亞清陶寧德時(shí)代中科院物理所住友化學(xué)麥克賽爾050010001500200017011701528288243199187172167166157142142136134109108104948983清陶寧德時(shí)代中科院物理所蜂巢比亞迪珠海冠宇國(guó)聯(lián)汽車(chē)電池研究院浙江鋒鋰天目湖先進(jìn)儲(chǔ)能中科院寧波材料所一汽哈工大萬(wàn)向123屹鋰新能源 中汽創(chuàng)智 中南大學(xué) 馬車(chē)動(dòng)力衛(wèi)藍(lán)遠(yuǎn)景動(dòng)力億緯鋰能0100200108108104948073686455524949474643424140393333資料來(lái)源：電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，2024年11月，單位：個(gè)資料來(lái)源：電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，2024年11月，單位：個(gè)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備階段已經(jīng)成熟，擴(kuò)大量產(chǎn)規(guī)模、供應(yīng)鏈成熟與降本是下一步發(fā)展的重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已具備硫化物固態(tài)電解質(zhì)噸級(jí)量產(chǎn)能力，2025-2026年將有十噸級(jí)到百?lài)嵓?jí)生產(chǎn)線(xiàn)落地，其中以高校科研背景的初創(chuàng)企業(yè)，以及傳統(tǒng)鋰電材料公司為主。試正在加快推進(jìn)相關(guān)試生產(chǎn)工作，產(chǎn)品離子電可在干燥間穩(wěn)定應(yīng)用的高空氣穩(wěn)定性硫化物固體中科院物理所吳凡資料來(lái)源：各公司公告，有研廣東院、國(guó)聯(lián)研究院公眾號(hào)，中粉固態(tài)電池，浙江園區(qū)招商網(wǎng)，光大證券研究所整理硫化物固態(tài)電解質(zhì)的降本核心難點(diǎn)在于硫化鋰的降本，尤其還要兼顧硫化鋰的純度。硫化鋰純度是決定性能的關(guān)鍵指標(biāo)，提純至99.90%純度是行業(yè)挑戰(zhàn)，尤其是去除含氧雜質(zhì)。硫化鋰制備工藝主要分為固相、液相、氣相三種路徑。固相法最為常見(jiàn)，具體方法又包含球磨、高溫?zé)Y(jié)、碳熱還原法等。碳熱還原法是當(dāng)前合成硫化鋰的主流工業(yè)方法，容百科技、恩捷股份等在此路線(xiàn)上有所布局。核心步驟是鋰鹽被碳或含碳化合物在高溫下還原，操作簡(jiǎn)單、成本較低，適合一步法制備硫化鋰。碳熱還原法需引入碳源，雜質(zhì)較多。液相法原理是將鋰/含鋰化合物，硫/含硫化合物在液體介質(zhì)中混合反應(yīng)制備硫化鋰，液體介質(zhì)可以是有機(jī)溶劑或液氨。方法具有無(wú)需高溫處理、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，液相法中硫化氫和氫氧化鋰難以充分反應(yīng)，需要多級(jí)反應(yīng)，后續(xù)提純困難。氣相法基于廈鎢新能自研冶煉技術(shù)提煉的活性鋰化合物，能夠在與含硫化合物反應(yīng)（非硫化氫）后一步形成高純度硫化鋰。//公司已完成下一代固態(tài)電池關(guān)鍵原材料硫化鋰產(chǎn)業(yè)化相資料來(lái)源：各公司公告，高工鋰電據(jù)高工鋰電，硫化物固態(tài)電池的成本構(gòu)成中，硫化鋰單噸售價(jià)250-400萬(wàn)元，占比近7成。除了規(guī)?；当局猓肔i2O或其他廉價(jià)氧化物替代Li2S作為鋰源，也可降低成本。TrendForce預(yù)估，硫化物基固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化初期電芯BOM成本在1-2元/Wh。2030年，當(dāng)全固態(tài)電池應(yīng)用規(guī)模達(dá)到10GWh以上時(shí)，電芯價(jià)格有望降至1元資料來(lái)源：吳凡、李泓等《Industrializationchallengesforsulfide-basedallsolidstatebattery》2024資料來(lái)源：Trendforce，2024年11月全固態(tài)電池技術(shù)在材料科學(xué)上已經(jīng)解決了關(guān)鍵難題，目前最大的挑戰(zhàn)仍在于工藝設(shè)備的穩(wěn)定性和自身的制造能力。與濕法電極工藝對(duì)比，干法電極具有環(huán)保（不需要使用NMP）、能量密度更高以及節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)營(yíng)成本等優(yōu)勢(shì)。從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，干法電極適配于46系圓柱及全固態(tài)電池等新一代電池的制造需求。相對(duì)復(fù)雜(液體需要過(guò)濾器和離心機(jī))低高使用安全技術(shù)成熟，但控制難度大資料來(lái)源：起點(diǎn)固態(tài)電池資料來(lái)源：chemistry-europe干法工藝的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要圍繞兩條路線(xiàn)展開(kāi)：（1）以特斯拉收購(gòu)Maxwell為代表的粘結(jié)劑原纖化法，通過(guò)高剪切力將PTFE粘結(jié)劑纖維化，使其將活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑緊密結(jié)合，形成具有強(qiáng)度的自支撐電極膜，最后輥壓覆蓋在集流體表面。常用的原纖化粘結(jié)劑包括PTFE，以及ETEF、FEP等，PVDF不可進(jìn)行原纖化。以1GWh所需正負(fù)極材料3000噸來(lái)衡量，按照5%-10%的PTFE添加量來(lái)測(cè)算，大致需要PTFE200噸左右。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的PTFE下游應(yīng)用主要集中于低端塑料產(chǎn)品，應(yīng)用于5G通訊以及干電極的高端PTFE主要依靠進(jìn)口。PTFE的改性方法包括碳包覆以及混合粘結(jié)劑。PTFE會(huì)與負(fù)極表面的鋰離子反應(yīng)生成氟化鋰，削弱粘合效果，降低容量，改性方法包括在PTFE表面涂覆碳導(dǎo)電劑實(shí)現(xiàn)粘接劑的鈍化、以及與傳統(tǒng)非原纖化材料（PVDF、CMC）混合等方法。資料來(lái)源：郭德超等《鋰離子電池用無(wú)溶劑干法電極的制備及其性能研究》2021（2）日本豐田、美國(guó)AMB所推崇的靜電噴涂法，主要利用帶電粉末在電場(chǎng)作用下均勻沉積至集流體上，再通過(guò)熱壓使粘結(jié)劑融化固定、擠壓成自支撐膜。盡管靜電噴涂法在技術(shù)成熟度上較高，但其在粉末厚度控制和均勻性方面存在更多局限性，其制備的電極膜在耐久性和柔韌性上不及原纖化法。資料來(lái)源：AMB設(shè)備方面，干法電極工藝省去了涂布、烘干、溶劑回收設(shè)備，增加了纖維化設(shè)備，主要為氣流粉碎機(jī)、螺桿擠出機(jī)等；另外對(duì)制膜所需的輥壓機(jī)要求提升。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的空氣/水敏感性對(duì)電池制造環(huán)境有更嚴(yán)格的干燥要求（至少-40~-60°C露點(diǎn)）。組裝方法需考慮硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜的機(jī)械性能，能否支持卷對(duì)卷工藝需探索。干法電極工藝的技術(shù)難點(diǎn)在于混合、制膜和貼合。納科諾爾在熱輥、干法電極等新工藝領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。干法電極成型覆合一體機(jī)通過(guò)輥壓技術(shù)將粉料輥壓成厚膜后，經(jīng)多次熱壓減薄后收卷或與集流體進(jìn)行復(fù)合，可保證膜片不斷帶的情況下減薄至指定厚度并提高壓實(shí)密度。電極材料與集流體需要施加高剪切力，施加方法可以有多種，如高速混合機(jī)、螺桿擠出裝置、氣流研磨裝置等。這些設(shè)備的使用如何保護(hù)材料結(jié)構(gòu)、如何定量控制纖維化程度、如何在工業(yè)在PTFE表面包覆碳導(dǎo)電劑實(shí)現(xiàn)粘接劑的鈍化、以及與粉資料來(lái)源：張釗等《黏結(jié)劑纖維化制備干法電極的研究進(jìn)展》2024，光大證券研究所整理干法輥壓設(shè)備需要更高壓力。特斯拉此前的干法正極工藝碰到挑戰(zhàn)，在通過(guò)輥壓壓制硬度較大的正極粉體時(shí)，導(dǎo)致壓輥壓力超荷，發(fā)生位置偏移甚至變形。特斯拉最新采購(gòu)SACMI2000最大壓力可達(dá)3500噸，被認(rèn)為將用于干電極正極輥壓。廈鎢新能、寧德時(shí)代、比亞迪、擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干法電極核心裝備項(xiàng)目已研Factorial大眾、奔馳、輝Sakuu資料來(lái)源：各公司公告，鑫欏鋰電，起點(diǎn)固態(tài)電池國(guó)產(chǎn)輥壓機(jī)提供壓力有限且施加壓力不均勻，輥?zhàn)訐p耗較為嚴(yán)重。不同于傳統(tǒng)的單軸壓力，等靜壓技術(shù)以其全方位、均衡施壓的特性，接觸致密程度更高、有效降低阻抗，提升離子電導(dǎo)率、循環(huán)壽命、抑制鋰枝晶。因此，等靜壓工藝開(kāi)始被引入固態(tài)電池的制備中。等靜壓工藝?yán)靡后w或氣體不可壓縮和均勻傳遞壓力的性質(zhì)、支持從各個(gè)方向?qū)庸ぜM(jìn)行均勻加壓，尤其適用于硫化物固態(tài)電解質(zhì)層的成型，等靜壓支持在低溫條件下進(jìn)行壓制，不會(huì)影響硫化物電解質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性。限體℃資料來(lái)源：粉體圈，光大證券研究所整理資料來(lái)源：Quintus資料來(lái)源：本田官網(wǎng)等靜壓工藝在航空航天、電子信息、汽車(chē)制造等特種材料制備領(lǐng)域有成熟應(yīng)用。國(guó)外等靜壓設(shè)備公司有瑞典Quintus、美國(guó)AIP，國(guó)內(nèi)中國(guó)鋼研、江豐電子、上海新諾儀器等公司有相關(guān)設(shè)備。在將等靜壓工藝其應(yīng)用于固態(tài)電池方面，三星SDI、LG、寧德時(shí)代、利元亨在論文或?qū)＠芯械褥o壓工藝應(yīng)用于硫化物固態(tài)電池的制備，納科諾爾等靜壓設(shè)備正在研發(fā)中。寸ф力資料來(lái)源：粉體圈，Quintus，鋼研昊普1、材料環(huán)節(jié)：硫化物固態(tài)電解質(zhì)及其原材料硫化鋰是全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈的增量材料，邏輯最順；其次硅基負(fù)極、碳納米管的滲透率和添加比例也將受益于固態(tài)電池技術(shù)趨勢(shì)而提升。建議關(guān)注：固態(tài)電解質(zhì)/硫化鋰：有研新材、廈鎢新能、當(dāng)升科技、恩捷股份；硅基負(fù)極：圣泉集團(tuán)、元力股份、日播時(shí)尚、璞泰來(lái)；碳納米管：天奈科技、道氏技術(shù)。2、設(shè)備環(huán)節(jié)：新技術(shù)設(shè)備先行，干法電極設(shè)備為增量設(shè)備，等靜壓技術(shù)預(yù)期差大。建議關(guān)注：干法電極：納科諾爾、曼恩斯特；整線(xiàn)：利元亨、先導(dǎo)智能、贏(yíng)合科技。（1）新技術(shù)研發(fā)不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)若材料技術(shù)難題難以解決、硫化物固態(tài)電解質(zhì)的材料短板難以解決，可能影響固態(tài)電池量產(chǎn)節(jié)奏。（2）技術(shù)路線(xiàn)變化風(fēng)險(xiǎn)作為固態(tài)電池技術(shù)的替代路線(xiàn)，如果可控核聚變、氫燃料電池技術(shù)等獲得突破性進(jìn)步，可能影響固態(tài)電池技術(shù)的未來(lái)空間。（3）產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化落地應(yīng)用是未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)，如果由于一些技術(shù)問(wèn)題和降本難題導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)化不及預(yù)期，會(huì)影響相關(guān)公司股價(jià)。司司級(jí)級(jí)因無(wú)法獲取必要的資料，或者公司面臨無(wú)法預(yù)見(jiàn)結(jié)果的重大不確定性事件，或者其他原因，致使無(wú)本報(bào)告所包含的分析基于各種假設(shè)，不同假設(shè)可能導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)重大不同。本報(bào)告采用的各種估值方法及模型均有其局限性，估值結(jié)果不保本報(bào)告署名分析師具有中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢(xún)執(zhí)業(yè)資格并注冊(cè)為證券分析師，以勤勉的職業(yè)態(tài)度、專(zhuān)業(yè)審慎的研究方法，使用合法合規(guī)的信息，獨(dú)立、客觀(guān)地出具本報(bào)告，并對(duì)本報(bào)告的內(nèi)容和觀(guān)點(diǎn)負(fù)責(zé)。負(fù)責(zé)準(zhǔn)備以及撰寫(xiě)本報(bào)告的所有研究人員在此保證，本研究報(bào)告中任何關(guān)于發(fā)行商或證券所發(fā)表的觀(guān)點(diǎn)均如實(shí)反映研究人員的個(gè)人觀(guān)點(diǎn)。研究人員獲取報(bào)酬的評(píng)判因素包括研究的質(zhì)量和準(zhǔn)確性、客戶(hù)反饋、競(jìng)爭(zhēng)性因素以及光大證券股份有限公司的整體收益。