电气设备行业固态电池系列2：从底层逻辑上看全固态电池难点和产业节奏

请仔细阅读本报告末页声明Page1 / 10证券研究报告 | 行业点评[Table_Main]固态电池系列 2：从底层逻辑上看全固态电池难点和产业节奏3[Table_Invest]电气设备评级： 看好日期： 2025.07.14[Table_Author]分析师 张鹏登记编码：S0950523070001：18820232934：zhangpeng1@wkzq.com.cn[Table_PicQuote]行业表现2025/7/11资料来源：Wind，聚源[Table_DocReport]相关研究 《电力钟声系列 4：储能中长期需求怎么看？》(2025/7/11) 《光伏反内卷如何演绎？》(2025/7/10) 《电池成为低空经济发展的重要卡点》(2025/6/19) 《2024 年报&202501 锂电材料行业趋势：盈利边际改善显现，静待行业拐点》(2025/6/3) 《从技术本征角度看钠电池产品高倍率等特性来源》(2025/5/28) 《24Q4&25Q1 光伏业绩总结：盈利下滑 磨底持续》(2025/5/26) 《价稳量增-储能行业 2024 年报及 2025 年Q1 财报梳理分析》(2025/5/23) 《宁德时代超级科技日-12C 超充、钠电技术&产业趋势点评》(2025/4/28)事件描述近期，长安汽车预计 2027 年推进全固态电池逐步量产；亿纬锂能宣布将在2026 年推出全固态电池产品。事件点评全固态电池当前完成初步的技术收敛（硫化物为主的方向），但固固界面问题是最大难点。由于电池在日常循环中的“呼吸”造成的膨胀，除了初步制造中保持固固有效接触之外，保持使用中良好固固接触也很关键。全固态电池产业的爆发还需跨过材料和设备两大难关。1）从材料上看，主流的硫化物电解质难点在于空气敏感性（硫化氢毒性与环境控制难题）、材料成本下降等。2）从设备上看，在全固态电池的制备中压力之外，日常使用中的堆叠压力成为影响循环和倍率等核心性能的关键。从电池核心性能角度看，我们认为消费者使用场景下循环性和循环中倍率稳定性或将是产业初期关键。全固态电池或处于新能源车 2009-2010 年阶段(第一阶段、元年）。此阶段往往是政策催化+技术路线的收敛+产业链的完善，伴随着中试线放大、送样测试和示范装车等。我们认为当前全固态电池或将处于产业元年阶段，预期2027 年左右有类似“十城千辆”的少部分示范性装车，小规模量产或以 2030年为节点，大规模量产或在 2030 年后。从投资角度，建议关注全固态电池的核心要素硫化物电解质等、硫化锂、以及等静压、辊压设备等中长期的投资机会。风险提示：1、硫化物等电解质材料降本不及预期2、全固态电池循环性提升不及预期3、全固态电池设备规模化和相关工艺进展不及预期4、假设全固态电池产业进度超预期，则我们预期的量产时间将提前请仔细阅读本报告末页声明Page2 / 10ge]备2025 年 7 月 14 日此前我们发布的报告《从技术本征看固态电池产业发展趋势》从技术本征角度回答了半固态、全固态电池等产业化问题。当前对全固态电池，正在逐步完成技术路线的收敛、中试线的扩大，产业链的完善等过程。站在当下，全固态电池本征的难点到底在哪，以及产业基本面状态如何，以及二级市场的预期如何，这是我们本篇报告关注的重点。从底层逻辑上看全固态电池难点全固态电池最早起源于上个世纪，在锂金属锂枝晶安全问题的十字路口，有两种主要方案：一是替代锂金属负极，即液态锂离子电池路线；二是替代电解液，即固态锂电池路线。彼时选的是前者，伴随着最近十多年以来固态电解质的逐步突破，本征安全性高的全固态电池成为大家关注的重点。全固态电池需要满特定测试条件下失重率<1%要求。2025 年 5 月，根据中国汽车工程学会发布的《全固态电池判定方法》，样品通过破口目视检测（无液体渗出）定性排除显性液态残留，再通过 120℃真空干燥 6 小时后的失重率<1%的定量检测（失重率是指在特定条件下，样品失去的质量与初始质量的比值），则判定为全固态电池。全固态电池当前完成初步的技术收敛（硫化物为主的方向），但固固界面问题是最大难点。全固态电池当前基本完成技术路线的收敛，硫化物成为重点发展方向。从全固态电池应用上看，性能的完善和降本均是产业重点，尤其是降本是有相对清晰的产业路径。性能完善方面，由于全固体电池是固体和固体的接触，不同于液态电池的固体和液态间有效接触。其难点在于如何用一个固体和固体的接触替代原先固体和液体的有效接触，达到工业化的循环、倍率等电池性能要求。固固界面问题主要依赖于材料和设备改进来解决，包括引进卤化物、聚合物等复配硫化物电解质，使用加压设备帮助固体材料之间的有效接触。对于固体材料接触界面，主要有离子传输、界面应力小、电解质和电极副反应小、电阻小等需求，从实现的方式上看，加压和材料的改性等是关键。全固态电池中，由于几无液态，电芯的“呼吸”（膨胀）形成固固界面持续有效接触的难点。通常正极材料相变引起的晶胞体积变化要小于负极材料，例如在充电过程中，层状结构钴酸锂晶胞体积收缩（脱锂）约 1.9%，NCM 晶胞体积变化约 2%，橄榄石结构的磷酸铁锂晶胞体积变化约 7%，而石墨嵌锂后晶胞体积膨胀约 10%，因此充放电过程中膨胀以负极材料为主。展望未来，硅基负极或将逐步进入渗透率加速期，硅负极膨胀远高于石墨负极（硅在充电过程中与锂的合金化反应时会产生剧烈膨胀，其最大体积膨胀率高达 300%，远高于石墨请仔细阅读本报告末页声明Page3 / 10ge]备2025 年 7 月 14 日的 10-12%），对全固态电池固固界面问题提出更大挑战，这带来设备工艺的难点。图表 1：从本征角度看全固态电池的难点和改进措施资料来源：五矿证券研究所整理由于电池在日常循环中的“呼吸”造成的膨胀，除了初步制造中保持固固有效接触之外，保持使用中的良好的固固接触难度也很大。本质上看，电池性能的发挥前提是固固界面的良好有效接触，这分为 2 个问题，一个是电池制造中实现良好接触，这个问题产业上有了等静压等方案；但被市场忽略的是，另一个在使用中在不断的膨胀中实现良好的加压，从而保持固体和固体间的接触，难度较大。图表 2：：固态电池与液态电池结构对比图图表 3：电芯原位测试膨胀厚度和膨胀力曲线显示有膨胀现象资料来源：Maxell、五矿证券研究所资料来源：元能科技、五矿证券研究所备注：绿色恒间隙模式，红色恒压模式请仔细阅读本报告末页声明Page4 / 10ge]备2025 年 7 月 14 日全固态产业的爆发还需跨过哪些难关?当前处于全固态的发展初步阶段，我们关注的是产业爆发还需跨过哪些难关，我们认为需要材料和设备两大方面配合，尤其是如何实现合适的堆叠压力是关键。最终全固态产品核心指标可能是工业标准下的真实循环寿命，1000 圈或将是合适的一个初步目标。一、材料全固态电池的材料主要有固态电解质及其核心原材料，我们以相对主流路线的硫化物为例。硫化物电解质主要问题在于棘手的空气敏感性（硫化氢毒性与环境控制难题）、材料成本的下降等，我们认为降本路线是相对清晰，难点在稳定性控制等性能方向。1）从性能上看，硫化物电解质稳定性略差，硫化物与水结合产生硫化氢，这种物质的