固态电池行业：固态电池渐行渐近、新技术及工艺持续涌现

1固态电池渐行渐近、新技术及工艺持续涌现证券分析师：朱洁羽执业证书编号：S0600520090004 联系邮箱：zhujieyu@dwzq.com.cn二零二五年七月十日证券研究报告请务必阅读正文之后的免责声明部分2摘要◆ 固态电池安全性更强，能量密度更高：液态电池容易存在热失控问题，固态电池用固态电解质替代液态电解质及隔膜，初始放热温度在200℃以上，无液态流动电解质，具有不可燃特性，因此更加安全，同时致密固态电解质可以阻挡锂枝晶穿刺，降低短路风险。固态电池相较而言采用固态电解质，可大幅提升电池能量密度，能量密度可突破500Wh/kg，帮助电车实现更长续航。但固态仍存在离子电导率低、循环寿命差以及成本相对高昂等问题。◆ 固态电池技术路线多样，硫化物为目前主流方向。根据固态电池电解质材料进行划分，固态电池可以划分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种，四种技术路线各有优劣，硫化物固态电解质未来最具潜力，具备极高的离子电导率，部分硫化物电解质的离子电导率甚至已经超越电解液，此外具备相对较好的界面接触性能、柔韧可加工性，成为主流厂商重点布局的路线。◆ 政策及产业链支持力度加大，固态商业化逐步加速，预计2030年固态需求达100gwh。1）政策端看：国家层面陆续发布政策支持加快固态电池发展。2020年起，我国首次将固态电池研发上升至国家层面，加大固态电池发展力度，2023年加强固态电池标准体系，2025年3月提出建立全固态电池标准体系，以加速固态电池产业化发展进程，固态电池商业化逐步提速。2）电池端：近期各电池厂商纷纷更新固态进展，宁德时代5GWh全固态产线正式投产，国轩高科发布第一代全固态电池“金石”，各家中试线逐步落地，2026年将陆续进行装车测试，2027年实现小批量量产，2030年大规模量产。3）车企端：多家车企陆续发布固态相关规划，2025年逐步下线车规级电芯，部分车企陆续进行上路测试，部分2026年进行装车测试，2027年行业预计小批量量产，2030年逐步大规模上车。预计2027年固态电池规模达1gwh，2030年加速突破达100gwh，市场空间广阔。◆ 投资建议：考虑固态电池技术迭代加速，中试线陆续落地，设备及材料端持续涌现新技术，我们重点推荐布局干法电极设备的纳科诺尔、制作适合硫化物路线镍铁基集流体的远航精密以及固态前端物料自动化处理的灵鸽科技；建议关注贝特瑞、天马新材、武汉蓝电、力王股份、力佳科技、殷图网联、海希通讯等。◆ 风险提示：进度不及预期、新技术替代风险、原材料价格波动风险。目录3二. 技术方向多样，硫化物主流方向确定一. 固态电池安全性更强、能量密度更高四. 北交所产业链标的三. 政策及产业链支持力度加大，固态商业化逐步加速4一、固态电池安全性更强、能量密度更高数据来源： 智车星球公众号，东吴证券研究所1.1固态电池：安全性更佳、能量更高◆固态电池采用固态电解质替代液态电解质、安全性更强，能量密度更高：传统的液态锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液等关键组件构成，正负极材料负责存储锂离子，直接影响电池的能量密度，电解液影响锂离子在充放电过程中的迁移速度，通常采用有机溶剂作为介质。固态电池主要由正极、负极、固态电解质等主材组成，固态电池采用不可燃的固态电解质替代了液态电解质。根据固态电池内部液体含量，可以分为电池液体含量超过10%就是液态电池；液体含量在5%-10%被定义为半固态电池；0%则为全固态电池，固态电池可实现更高的能量密度及更强的安全性图：液态、固态电池结构对比51.2能量密度更高：打破能量密度瓶颈，实现更长续航更◆ 液态电池已接近能量密度上限，固态电池能量密度更高。锂离子电池理论能量密度上限为300Wh/kg，目前已基本接近能量密度上限，固态电池相较而言采用固态电解质，可大幅提升电池能量密度，能量密度可突破500Wh/kg，帮助电车实现更长续航。图 液态/半固态/全固态发展路径注：wt%-重量百分比；数据来源：《为全固态锂电池“正名”》，储能头条公众号，新材料纵横公众号，东吴证券研究所6数据来源：卫蓝新能源官网，东吴证券研究所1.3安全性更高：不易受热失控，安全性更高◆液态电解质存在热失控问题，固态电解质熔沸点更高，抑制锂枝晶生长，安全性更强。液态电池主要存在的问题是热失控问题，电池温度低于60℃时，电池正常工作，当电池遭遇撞击、过度充电或外力穿刺等问题时导致电池温度升至90℃以上，负极表面的SEI膜开始分解，造成嵌锂碳直接暴露在电解液中，二者反应后导致热失控进一步加剧，产生大量可燃气体，隔膜逐步熔化，开始发生内部短路，最终温度达到200摄氏度以上，电解液分解释放氧气，最终产生电池燃烧或者爆炸，相较于液态电池，固态电池用固态电解质替代液态电解质及隔膜，固态电解质的初始放热温度基本都在200℃以上，无液态流动电解质，具有不可燃特性，因此固态电池更加安全。同时致密固态电解质可以阻挡锂枝晶穿刺，降低短路风险。图：液态锂电池受热失控781.4缺点：离子电导率低，循环寿命差、生产成本高➢ 离子电导率低、循环寿命差：固态电池中电极与电解质之间的界面接触为固-固接触，接触面积小，界面电阻高，同时固体电解质中有大量的晶界存在，且晶界电阻往往高于材料本体电阻，不利于锂离子在正负极之间传输，从而影响快充性能和循环寿命，同时固-固接触为刚性接触，对电极材料体积变化更为敏感，循环过程中容易造成电极颗粒之间以及电极颗粒与电解质接触变差，造成应力堆积，导致电化学性能衰减，甚至导致裂缝的出现，造成容量迅速衰减，导致循环寿命差的问题。➢ 固态成本较为高昂。固态电解质用到的部分稀有金属原材料价格较高，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗，叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。表 固/液电解质电导率对比电解质电导率聚合物固态电解质常温𝟏𝟎−𝟓S/cm，高温𝟏𝟎−𝟒S/cm氧化物固态电解质𝟏𝟎−𝟒S/cm硫化物固态电解质𝟏𝟎−𝟑S/cm液态电解质𝟏𝟎−𝟏S/cm数据来源：锂电工程公众号，中国科学院物理研究所，东吴证券研究所9二、技术方向多样，硫化物主流方向确定102.1 路线：硫化物未来潜力最大，为主流厂商重点布局路线◆固态电池分为四类技术路线，各有优劣。根据固态电池电解质材料进行划分，固态电池可以划分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种，四种技术路线各有优劣，目前看市场主要以硫化物为发展主流方向。表 固态电池技术路线对比聚合物氧化物硫化物卤化物材料PEO、PVDF、PAN等石榴石型（如Li₇La₃Zr₂O₁₂，LLZO）、钙钛矿型（如Li₃ₓLa₂/₃₋ₓTiO₃，LLTO）、NASICON型（如Li₁₊ₓAlₓTi₂₋ₓ（PO₄）₃，LATP）等硫银锗矿型（如Li₁₀GeP₂S₁₂，LGPS）、硫银锡矿型（如Li₆PS₅ₓ，其中x为Cl、Br）等。如LiI、LiBr、Li₃YCl₆、Li₃YBr₆等离子导电率室温在10⁻⁷～10⁻⁵S/cm，65-78℃时可达10⁻⁴S/cm10⁻⁶～10⁻³S/cm10⁻⁷～10⁻²S/cm10⁻⁴～10⁻³S/cm材料成本较高较低较高