一、技术突破:固态电池站上产业风口
固态电池是锂电池理论上高能量密度+高安全性能的**体系。
2027年或将成为固态电池商业化元年
宁德时代计划量产硫化物全固态电池,比亚迪60Ah中试电池已下线,奔驰实测固态电池续航突破1000公里(能量密度450Wh/kg)。
全球市场正加速落地
中国规划:2027年半固态电池装车,2030年全固态量产;
能量密度跃升,宁德时代半固态电池达500Wh/kg,广汽全固态超400Wh/kg。
图1:中国固态电池市场空间预测(左轴)及价格(右轴)
国际动态:丰田硫化物全固态电池2026年量产(续航1200公里+10分钟快充),三星SDI 2027年量产500Wh/kg电池;
资本市场:2023年中国固态电池市场规模达10亿元,2030年全球出货量预计614.1GWh(市场规模超2500亿元)。
图2:锂电池发展历史
二、全固态 VS 半固态 VS 液态:性能和成本对比
电池是从液态——半固态——全固态发展的
依据电解液质量含量不同,电池可细分为液态(25wt%) 、半固态(5-10wt%)、准固态(0-5wt%)和全固态(0wt%)四大类。
由于全固态电池界面问题技术难度大,短期难以解决,半固态在我国率先展开。
从性能、经济性、工艺等条件对比,全固态电池远期性能潜力大。
全固态电池适合对安全性和能量密度需求大的领域,是对现有高能量密度体系的升级方案。
其牺牲了少部分性能,用更高成本换取了本征高安全性,且能量密度上限更大,是锂电池长期发展方向之一。
图3:全固态锂电池是长期方向之一
三、技术路径:氧化物主导当下,硫化物决胜未来
根据固态电解质类型的不同,全固态电池主要分为聚合物、氧化物、硫化物三大路线。
1、中国主攻氧化物:
氧化物体系稳定性高,但材料脆性会恶化固-固界面的刚性接触 ,目前多与聚合物固态电解质等复合应用。
目前上海洗霸电解质离子电导率行业**,蔚来ET7搭载其半固态电池。
受智己 L6 搭载首个量产上车的半固态电池事件催化,应用聚焦在中高端动力电池。代表标的为清陶半固态电池产业链,核心标的包括当升科技、三祥新材、翔丰华等。
2、日韩押注硫化物:
丰田、本田、日产等车企具有强大的固态电池研发实力,其中丰田专利数超1500项,计划在 2027-2028 年间实现商业化和大规模生产。
韩国企业如 LG、三星 SDI 对硫化物技术路线重点布局,三星 SDI 计划 2027 年全面投产全固态电池,实现量产。
图 4:硫化物全固态电池产业化进展
硫化物固态电解质的实验室小规模制备阶段已经成熟,扩大量产规模、供应链成熟与降本是下一步发展的重点。
国内部分企业已具备硫化物固态电解质吨级量产能力,2025-2026 年将有十吨级到百吨级生产线落地,其中以高校科研背景的初创企业,以及传统锂电材料公司为主。
表2:硫化物固态电解质产业化进度
3、欧美多元探索:QuantumScape固态锂金属电池循环寿命超1000次。
锂电生产具有季节性,3 月春节后复产带来上半年小旺季,“金九银十”叠加年末抢出口又带动了下半年旺季的产销两旺。因此,固态电池主题行情与锂电基本面行情共振,大票与小票共振。
另外,由于行业供需周期磨底,高压实磷酸铁锂、快充负极等技术升级产品、负极和铜箔等亏损环节、政策预期引导的供给侧改革方向也迎来了涨价行情。
图5:固态电池板块行情复盘
四、产业链图谱:上游资源卡位,中游材料突围
1、上游资源争夺战
固态电池的出货量有望逐步带动上游原材料的需求。
锂电池的兴起带动了碳酸锂的行情,三元电池的兴起带动了上游钴的行情。
未来固态电池的渗透率的提升对于上游的原材料 也有一定的影响。
图7:100GWh 固态电池中固态电解质对应的原材料消耗-吨
锂:天齐锂业是全球**的锂矿提锂企业,拥有丰富的锂资源;赣锋锂业掌控全球29%锂资源。
钴:华友钴业供应宁德时代70%高镍三元钴源;洛阳钼业23年,铜钴业务毛利占比68%。
镍:中伟股份多元化镍中成品布局,有效打通不锈钢及新能源市场产业链;盛屯矿业主营镍矿开采和加工,23年生产镍产品4.16万金属吨。
稀有金属:云南锗业控制国内67.9%锗产能(硫化物电解质关键材料),北方稀土垄断70%镧产量(氧化物电解质核心)。
2、中游材料
正极材料:固态电池追求高能量密度,预计正极材料向高镍三元正极、富锂锰基正极、LMNO 正极 、高电压钴酸锂正极、无锂正极等方向迭代。
其中高镍三元正极材料发展较为成熟,预计是中短期主要增量。
当升科技超高镍材料(Ni≥95%)**供应清陶能源,富锂锰基克容量突破320mAh/g;
负极材料:向高克容量升级,中短期硅碳负极为主要增量,长期转向锂金属负极硅具备 4200mAh/g 克容,是提升电池能量密度的优选材料。
但由于硅材料的高膨胀性,目前主要以硅碳负极掺混石墨的形式使用,将是中短期主要增量,目前已发展至第三代 CV D 气相硅碳。
锂金属具备 3860mAh/g 克容和-3.04V 极低电势,是负极材料的理想方向,但锂金属负极面临锂枝晶问题和体积变化问题,现阶段研究方向之一是锂复合负极,以改善 离子电导率。
贝特瑞硅碳负极比容量达2000mAh/g,成本较日企低30%;
电解质:固态电池带来从 0-1 的增量半固态隔膜涂覆、原位聚合、极片固化等技术中,固态电解质以氧化物和聚合物体 系为 主。全固态以硫化物体系为主。
上海洗霸氧化物膜厚仅10μm,宁德时代硫化物界面阻抗降低80%。
五、固态电池产业规划:半固态装车不及预期,全固态预计 2030 年后量产
1、产能布局:固态电池产能总规划超 565.7GWh,已建成产能约 28.3GWh,建成 产能主要来自中国半固态电池企业。
2、装车情况:已宣布装车量产的为清陶-智己、卫蓝-蔚来、赣锋-东风、赣锋-赛力斯 ,半固态电池率先进入装车量产阶段,但从实际车型销售情况来看,装车进展不及预期。
3、量产节奏:半固态已具备量产能力,但在在性能成本上的优势有待进一步验证。全固态电池厂商宣布的量产时间集中在 2027~2028 年,但考虑全固态电池界面问题突破难 度高,且全固态主流的硫化物路线在锂金属稳定性和成本上卡点仍较明显,预计量产延迟至 20,30年后。
图8:各企业固态电池量产规划
六、挑战与机遇:万亿市场的**博弈
1、全固态电池卡点一:界面问题
界面问题会影响电池性能。
全固态电池是用固态电解质对电解液完全替代,这使得正负极与电解质界面由“固-液”的软接触变为“固-固”的硬接触。
界面问题的存在会导致:
(1)界面电阻高,倍率性能差;
(2)界面应力问题,循环性能差;
(3)电解质与电极的副 反应问题,循环受影响。
2、全固态电池卡点二:成本问题
全固态电池关键材料固态电解质当前成本较高。
三种路线除聚合物电解质外,氧化物和硫化物固态电解质仍需等待进一步降本。我们对三种路线电解质成本进行测算:
(1)聚合物固态电解质:测算原材料成本在 1~2 万元/吨,基本与电解液持平。
(2)氧化物固态电解质:LATP 型原材料成本测算约为 2 万元/吨,当前氧化物电 解质销
售价格约 10~30 万元/吨,远期降本空间大。LLZO 型由于含有锆、镧等稀有 金属和小金属,原材料成本会更高。
(3)硫化物固态电解质:目前售价高达数千万元/吨,主要是由于硫化锂前驱体 Li2 S 在合
成工艺上尚未成熟。待前驱体工艺突破和规模化效应显现后,远期硫 化物固态电解质原材料成本有望降至 12.3 万元/吨,预期远期全固态成本为 0.69 元/Wh。
图9:固态电解质成本测算
图10:全固态电芯远期成本测算(硫化物体系)
突围方向:
材料创新:宁德时代研发自修复电解质材料,循环寿命突破2000次;
工艺突破:卫蓝新能源开发多孔电极结构,能量密度提升15%;
生态协同:上汽集团联合清陶能源建立固态电池联合实验室,2026年实现车规级量产。
七、总结
固态电池不仅是技术革命,更是能源战略的制高点。
在这场万亿级产业变革中,中国企业正从材料、设备到整机制造全链条突破,或将重构全球锂电池产业格局。