固态电池展望：理想照进现实-技术路线与商业化展望

证券研究报告新能源行业|行业深度研究报告固态电池展望：理想照进现实---技术路线与商业化展望2025/3/27刘强S1190522080001证券分析师：分析师登记编号：P2请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远报告摘要固态电池材料呈多路径分化，相较液态电池在安全、寿命等方面优势显著。其以固态电解质替代液态电解质实现 “本质安全”，能量密度超 500Wh/kg；电解质中硫化物性能最优，正极高镍三元与 LFP 并行，负极硅基为主要方向，锂金属潜力大但挑战多。产业化面临界面阻抗、锂枝晶及制造工艺瓶颈，干法成膜和等静压工艺为突破方向。固 - 固界面接触不良、锂枝晶生长影响性能与安全，需通过界面涂层、材料匹配等解决；制造中膜层均匀性很关键，干法成膜成主流，等静压工艺助力高致密化。2026年为产业化关键节点，政策多维度支持，头部企业加速中试与量产布局。政策明确固态电池为攻关方向，提供资金与标准支持；清陶能源、宁德时代、国轩高科等企业推进中试，计划 2027 年后量产，国际企业同步发力。产业链相关公司：1）下游电池以及应用：宁德时代、亿纬锂能等；2）中游材料（包括固态电解质）：厦钨新能、贝特瑞、璞泰来、当升科技、容百科技、恩捷股份等；3）上游原料以及配套（包括设备）： 天齐锂业、纳科诺尔、华自科技等。风险提示：固态电池产业化面临技术研发、量产进度、产业链协同及成本控制不及预期的风险，技术突破滞后、量产延期、产业链配套不足或成本高企可能制约其进程。P3请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远1、固态电池路径选择决定性能与趋势：硫化物是核心2、产业化突破的关键：干法、等静压等工艺3、政策+产业链共振推动产业化落地4、风险提示目录P4请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远图表1：液态锂离子电池结构示意图资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》、太平洋证券传统液态锂电池内部含有大量易燃的液态电解质和多孔有机隔膜，这些材料容易引发热失控。当电池内部短路或温度过高时，液态电解质可能会燃烧甚至爆炸，对使用者的生命和财产安全构成严重威胁。而“固态电解质”作为替代方案被提出，其初衷正是为了追求更高的安全性与能量密度。将可燃的有机材料变为不可燃的无机材料，把低硬度、低耐热的有机隔膜变为高硬度、高耐热的固态电解质层，从本质上解决了安全隐患，实现 “本质安全” 。图表2：全固态电池结构示意图资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》、太平洋证券1.1传统锂电困局：易燃体系埋隐患P5请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远安全性能大幅提升：固态电解质不可燃、耐高温、热稳定性强，本质规避液态体系中的起火、泄漏与爆炸风险；彻底消除热失控与电解液腐蚀等核心痛点，适用于航空航天、人形机器人、军事装备等极端工况场景。循环寿命更长：固态电解质具备优异的界面稳定性，可有效抑制锂枝晶生长、降低副反应并延缓容量衰减。相比传统液态锂电池，固态电池或可实现跨循环寿命突破至10000次以上，尤其适用于新能源汽车、储能系统等高耐久场景。1.2固态电池核心优势：循环寿命长、快充性能优、安全性显著提升液态电池固态电池电解质有机溶剂 + LiPF₆ + 添加剂聚合物、氧化物、硫化物充电次数2000次10000次热稳定性上限 100°C上限 800°C能量密度＜300Wh/kg＞500Wh/kg图表3：固态电池与液态锂电池核心性能对比资料来源：《北京市固态电池产业发展研究》、太平洋证券P6请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远固态电池是一种以固态材料代替液态电解质的新型电池体系，其结构由五个核心单元组成：正极材料、电解质（阴极侧与阳极侧）、隔膜、负极材料与电流收集体。相比传统液态电池，固态电池本质上是一个“材料系统工程”。材料系统的选择不仅影响能量密度、安全性、寿命与快充性能，也决定了产业链上下游的技术协同难度与成本控制路径。多路径并存的结构决定了其高度可调性，也带来了验证周期长、量产难度高等挑战，是当前研究与产业博弈的关键起点。1.3固态电池核心结构：由多材料组合构成，路径选择决定性能与趋势图表4：固态电池结构组成与主要材料体系概览资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》、太平洋证券P7请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远固态电解质是固态电池的核心功能单元，目前主要技术路径包括硫化物、氧化物、聚合物三类主流体系，以及近年来兴起的卤化物新兴体系。各类体系在离子电导率、安全性、界面稳定性与制造难度等方面表现各异，决定了其整体性能表现与产业化进程差异。从整体性能维度看，硫化物路线在离子电导率、高电压适配性等方面表现突出，是当前性能最优的固态电解质技术路径之一。1.4固态电解质技术路线对比图表5：四类固态电解质性能维度对比资料来源：B. Tao et al., Chemical Science, 2023, 14, 8693.\《Solid-State Battery Roadmap 2035+》、太平洋证券性能维度氧化物硫化物聚合物卤化物离子电导率较高高一般高锂金属兼容性高一般高较高长期运行稳定性一般较高较高高高电压适配性高一般较高高作为隔膜适配性高较高较高高作为正极侧电解质适配性一般高较高一般P8请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远硫化物固态电解质可分为玻璃态、玻璃陶瓷态和晶体态三类。根据结构和性能的差异，主要包括以下四个子类：•LPS 类（Li₃PS₄ 系列）：结构简单，常用于玻璃或玻璃陶瓷电解质，工艺成熟，界面兼容性良好。•LGPS 类（Li₁₀GeP₂S₁₂ 系列）：典型晶体态电解质，具有超高离子电导率（>10⁻² S/cm），但成本高、稳定性差。•Argyrodite 类（如 Li₆PS₅Cl）：结构多样、空气稳定性较好，是当前研究热点之一。•Thio-LISICON 类：LISICON 的含硫衍生结构，具有良好的电导率与可调结构潜力。1.5硫化物固态电解质：性能最优路径，亦是产业化难点集中地图表6：硫化物固态电解质四大体系性能与应用对比资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》、太平洋证券材料类别状态类型代表化合物离子电导率（S/cm）特点适用方向市场潜力LPS 类玻璃态 / 陶瓷态Li₃PS₄10⁻⁴ ~ 10⁻³制备成熟，界面友好 分离膜、阴极/阳极电解质中等LGPS 类晶体态Li₁₀GeP₂S₁₂>10⁻²电导率高，成本高阴极电解质中等Argyrodite 类晶体态Li₆PS₅Cl~10⁻³稳定性好，可调性强 阴极/阳极电解质、分离膜高Thio-LISICON晶体态Li₄SiS₄~10⁻³潜力型材料暂未大规模商用低P9请务必阅读正文之后的免责条款部分守正 出奇 宁静 致远LGPS 是硫化物固态电解质的重要代表，其离子电导率高达 12 mS/cm，接近液态电解质水平。其高导电性来源于其三维晶体结构中锂离子可沿 c 轴方向的一维通道快速迁移，并辅以 ab 面的二维扩散路径，共同构成三维