固态电池深度：从技术本征看固态电池产业发展趋势_22页_2mb

报告摘要

固态电池作为锂电池的未来发展方向，具有高能量密度和高安全性的潜力，但其产业化仍面临技术与成本双重挑战。目前，半固态电池已进入量产阶段，但其在安全性、经济性及倍率性能上优势不明显；全固态电池则仍处于研发和送样阶段，预计将在2030年后实现量产。

固态电池的优势：
- 理论上具备高能量密度和高安全性，尤其在热失控抑制和锂枝晶控制方面表现突出。
- 固态电解质的离子电导率已突破 $10^{-2}\mathrm{S/cm}$，具备产业化基础。
- 固态电池可部分替代电解液和隔膜，减少安全短板。
固态电池的挑战：
- 全固态电池面临界面问题和成本问题。界面问题导致倍率性能差、循环性能差；成本方面，硫化物体系目前价格高昂，远期成本有望降至0.69元/Wh。
- 半固态电池本质仍为液态电池体系，虽然在安全性上有所提升，但成本高且性能不占优，短期内难以形成明显优势。
固态电池对产业链的影响：
- 正极材料将向高镍三元、富锂锰基等高电压、高压实方向发展。
- 负极材料将逐步从硅碳负极转向锂金属负极。
- 固态电解质将带来新的材料需求，如氧化物和硫化物体系。
- 隔膜和电解液用量将减少，但短期内仍存在需求。
- 上游资源如锆、镧、钛等将受益于固态电池的发展。

固态电池分类：
- 半固态电池：电解液含量<10wt%，主要采用氧化物、聚合物等固态电解质。
- 全固态电池：不含电解液，采用固态电解质，技术路线包括聚合物、氧化物、硫化物。
固态电池技术路径：
- 聚合物电解质：柔性好、成本低，但离子电导率较低。
- 氧化物电解质：稳定性高，但脆性大，与电极界面接触困难。
- 硫化物电解质：离子电导率高、柔性好，是未来潜力最大路线，但存在不稳定性问题。
产业进展：
- 已建成固态电池产能约28.3GWh，总规划产能超565.7GWh。
- 半固态电池已实现量产，如清陶、卫蓝、赣锋等企业。
- 全固态电池多处于A样阶段，预计2030年后量产。
成本预测：
- 全固态电池远期成本预计为0.69元/Wh。
- 半固态电池成本在0.41~0.57元/Wh之间，远期与液态电池持平。
对产业链的影响：
- 正极材料：高镍三元、富锂锰基等将受益，短期高镍三元为主。
- 负极材料：硅碳负极是短期增量，锂金属负极为长期方向。
- 固态电解质：带来新材料需求，如氧化物和硫化物。
- 隔膜：半固态电池将部分使用固态电解质涂覆隔膜，但全固态将取消隔膜。
- 电解液：用量减少，未来可能不再使用。
- 辅材：粘结剂、导电剂、添加剂将发生变化，如使用PTFE、碳纳米管等。