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1. 固态电池：产业化进程加速，未来市场空间广阔
固态电池多技术路线并进，产业化进程加速：24年4月智己L6搭载行业首个量产上车的准900V超快 充固态电池，广汽、吉利、一汽、上汽等多家车企发布全固态电池布局，鹏辉、中航、亿纬、宁德、 国轩等多家电池厂商全固态电池产品取得突破，固态电池从实验室走向产业化应用，产业化进程加 速。目前多条技术路线齐头并进，产业化路径逐渐清晰。2024年5月上汽集团新能源技术发布会上正式发布上汽集团固态电池三步走战略，第一阶段产品液 含量10%wt，第二阶段产品液含量5%wt，第三阶段产品液含量0。上汽集团与清陶能源成立上汽清 陶合资公司，实现全固态电池产业化的目标。上汽清陶首条全固态电池量产线2024年三季度正式开工，2025年底完工，一期规划产能0.5GWh， 第一阶段产品能量密度>400wh/kg，第二阶段产品突破500wh/kg。目前上汽集团搭载全固态电池的 整车项目已完成立项，全力冲刺2025年生产线贯通、2026年电池量产、2027年装车量产上市的目标！2024年11月7号长安汽车与太蓝新能源联合发布无隔膜固态锂电池，通过极片复合固态电解质实现隔膜功 能替代，有效抑制高温、过充、挤压等因素诱发的热失控，从根本上提升电池安全等级，公司预计2027年 长安汽车实现全固态电池装车验证，2030年实现全固态电池量产装车。太蓝无隔膜固态电池采用原位亚微米工业制膜技术（ISFD）多层良率＞99%，已实现量产，极片复合固态 电解质层最薄＜1μm，可卷绕，离子电导率＞1.5mS/cm，相比传统液态电池减掉隔膜、减少电解液，原材 料成本下降10%以上，能量密度灵活定制，实现新能源车、低空、储能、高速电摩等多场景应用。太蓝全固态三年计划：2025年完成全固态电池原型验证和体系开发；2026年通过小批量生产持续验证； 2027年实现批量生产和新能源汽车示范应用。固态电池远期空间广阔：固态电池处于行业前期技术积累阶段，目前产业化进程加速，根据车厂、电池厂、材料 厂等在固态电池方面的布局，我们预计2027年固态电池产业化将完成从“0”到“1”的突破，渗透率将快速提升， 预计2025年、2027年、2030年固态电池装机量分别达到3.33GWh、50.68GWh、538.09GWh。目前看固态电池行业处于产业发展早期，我们进行复盘后发现，行情多为阶段性主题行情，受事件、 热点驱动，固态电池技术进步、量产突破、定点上车等对行情有一定催化。2. 技术路线：固态电解质是核心，正负极向高性能方向迭代
固态电解质是固态电池的核心材料：固 态电解质具有良好的锂离子传输性能， 不挥发、一般不可燃、具有较宽的工作 温区和电化学窗口，能够适配更高能量 密度的正负极材料体系，是固态电池的 核心材料，决定了固态电池的研发和产 业化进程。多技术路线并行，性能各有优劣：按照 组成成分，固态电解质可分为聚合物固 态电解质和无机物固态电解质，无机物 固态电解质又可以细分为氧化物固态电 解质、卤化物固态电解质、硫化物固态 电解质。四类电解质在离子电导率、机 械性能、加工成本、界面接触、电化学 窗口、化学稳定性等方面各有优劣，基 于此我们认为短期看氧化物上量较快， 中长期卤化物、硫化物更优。优劣势：聚合物固态电解质主要由有机聚合物基体和锂盐/钠盐组成，具有良好的柔韧性、易加工 成型，有较好的电极界面兼容性，但室温离子电导率较低、机械强度差，难以单独应用。复合固态电解质：通过对聚合物进行共混、共聚、交联或添加填料等制备复合固态电解质，可以促 进锂盐/钠盐解离，破坏聚合物链段规则排列，降低聚合物结晶度，提升离子电导率。复合固态电 解质一般由无机固态电解质和有机固态电解质复合制备而成，具有良好的界面兼容性、高离子电导 率、优异电化学稳定性，目前产业内研究较多。优势：氧化物固态电解质按结构分类可分为NASICON结构、石榴石结构、钙钛矿结构、非晶态结构等，离子电导 率良好，相较另外几种固态电解质具有成本优势，我国氧化物系固态电解质的研发非常活跃，NASICON结构 Li1.3Al0.3Ti1.7 (PO4 )3 (LATP)、石榴石结构Li7 La3 Zr2O12(LLZO)已有一定规模的生产,开始用于固态电池产业中。 缺点：晶界电导率有限、对H2O和CO2敏感、与电极之间固固界面相容性差等。 复合固态电解质：在聚合物质固态电解质中加入氧化物系固态电解质等无机填料合成复合固态电解质,具有高机械 强度、良好柔韧性、低界面电阻的优点,可有效提高离子电导率，抑制电极-电解质界面上锂枝晶生长，增强电池 化学稳定性。优势：（1）宽电化学窗口，氯基固态电解质可超过4V，氟基固态电解质氧化电位达6V，电化学窗口宽能够匹配 高压正极材料；（2）质地柔软，在一定压力下可以实现与电极材料良好的界面接触；（3）可通过机械混合球磨、 高温烧结、液相法等多种方式合成，满足商业化制备需求；（4）室温锂离子电导率较高。 缺点：多数卤化物固态电解质仍存在对水汽敏感、易发生结构相变、对锂金属负极稳定性差等问题。 目前卤化物固态电解质研究集中在：（1）优化电解质组分、结构，提高离子电导率；（2）提高与负极材料兼容 性；（3）改善与正极材料的浸润性。规模化应用主要存在极片制备难度较高、固态电解质生产成本高的问题。硫化物优势显著：（1）离子电导率较高，通常在10-4~10-2S/cm，原因在于硫原子半径较大、电负性小且具有相对 较低的Li+结合能；（2）密度较小，有利于提升电池的整体能量密度；（3）机械性能较出色，具有良好的延展性 和较低的硬度，有利于改善与电极材料的界面接触性。 缺点：较差的电化学与化学稳定性、差的空气稳定性、电解质与正负极界面易发生副反应、高成本等。 目前硫化物电解质研究以加速推进，但大规模商业化仍存在困难：（1）现有的电解质制备方法成本过高，且有较 大的局限性，低成本的制备技术尚待开发；（2）硫化物电解质各方面性能的提升无法同时兼顾，需要研究新的提 升策略；（3）全固态锂离子电池中，电极与电解质之间的界面问题仍是一大难点，需要进一步优化调控。高比能、高能量密度是主要方向：固态电池正极材料方面相比传统液态锂离子电池变化较小，关键是要与固态电 解质进行配套，固态电解质能够承受更高电压，因此可使用高电压平台正极材料，提升工作电压以提高能量密度。 固态电池中正极材料向高比能、高能量密度的方向发展，当前固态电池正极材料开发主要集中在高镍三元、镍锰 酸锂、富锂锰基等路线。富锂锰基是全固态电池可选用的理想正极材料，具有高电压、高放电比容量的优势，且成本较低，限制其商业化 的原因是首次库伦效率低、容量和电压衰减严重、倍率性能差等缺陷，可通过掺杂、包覆、表面处理等方式对其 进行改性。3. 产业化进行时：多线并行，研发竞速
动力电池技术发展路线：液态—半固态—准固态— 全固态半固态、全固态齐头并进，产业化进程加速：受制于技术发展因素，高能量密度全固态锂电池实现 产业化还需要一定时间。首先能够实现规模化量产的是介于液态锂离子与全固态锂电池之间的电池类 型，目前半固态电池、全固态电池齐头并进，半固态电池成本及技术难度低于全固态电池，目前已实 现装车，产业化进程稍快于全固态电池。固态电池，大势所趋：从液态电池向固态电池的转化，是电池技术发展的长期趋势，主要推动力在 于电池安全性及能量密度。安全性主要是热稳定性、锂枝晶两大问题；能量密度可通过引入新型负极 材料及正极材料得到提升。固态电池发展备受重视，根据中国日报报道，中国或将投入约60亿元用于 全固态电池研发，包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利共六家企业或获得政府基 础研发支持。目前国内外主要国家、地区加速固态电池研发布局，但还未形成完整的固态电池产业链，关键材料体系还未明确， 全固态电池的瓶颈还未突破，仍存在固固界面接触不良、成本较高等问题，全固态电池的商业化应用任重道远。我们认为，从企业端看，头部企业引领，在技术研发、资金支持、上下游协同等方面具有优势，但目前关键材料 体系未明确，二三线企业仍有机会在固态电池这项新技术上实现突围。锂枝晶易造成电池短路，严重情况下回 引发热失控：锂离子在负极沉积过程中， 会自发形成树枝状的锂枝晶，其尖锐结构 易刺破隔膜，导致电池短路，造成安全隐 患。 固态电池中同样存在锂枝晶问题：由于 固态介质的问题，固态电池在充放电过程 中容易出现不均匀沉积的现象，进而导致 空穴和极化现象，影响固态电池的性能和 使用寿命，即使在较低的电流密度下锂枝 晶仍然能够刺穿固态电解质并引发短路。固态电池在制造工艺上与传统液态电池有相通 之处，但在成膜、电极材料和电池封装等环节 更为复杂，核心区别主要是： 固态电解质膜制备是核心：湿法成膜操作简单， 工艺成熟，易于规模化生产，但溶剂毒性大、 成本高，残留溶剂会降低离子电导率；干法工 艺将固态电解质与聚合物粘结剂分散成高粘度 混合物，施加足够压力成膜，不采用溶剂，不 需要烘干，成本更有优势，无溶剂残留，离子 电导率更高。 固态电池更适用叠片工艺：从工艺成熟度、成 本、效率等方面考虑，叠片可以通过正极、固 态电解质膜、负极简单堆叠实现电芯各组件集 成。考虑到固态电解质膜与极片固固接触界面 问题，堆叠时需要增加加压设备，由此催生出 等静压设备。 全固态电池不需要注液：全固态电池通常采用 软包集成，与液态电池相比，不需要电解液注 液，需要高压化成和分容。4. 一级固态电池公司梳理
清陶能源：深度绑定上汽，半固态电池已上车， 全固态加速2016年成立后快速发展，在江苏、北京、上海、广东、浙江、四川、江西、贵州等地建设研发生产基地，获上汽、 北汽、广汽等战略投资，上汽2020-2023年通过基金投资成为公司第一大投资人，目前公司估值超200亿。 半固态电池上车智己L6：24年5月上汽集团旗下智己L6搭载清陶光年固态电池上市，清陶能源第一代半固态电池为 聚合物-氧化物复合固态电解质路线，保留隔膜与10wt%以内电解液，正极为纳米尺寸固态电解质包覆的高镍三元， 负极为复合硅碳，结构上则采用方形铝壳而非软包电池设计。 上汽清陶全力发力全固态电池产业化：上汽集团全固态电池整车项目已立项，目标是2025年全固态电池生产线贯 通，2026年电池量产并完成样车测试，2027年装车量产上市，率先搭载在智己汽车上。为实现全固态电池产业化 目标与清陶能源成立合资公司上汽清陶，计划建设上汽清陶首条全固态电池量产线，采用聚合物-无机物复合固态 电解质路线，一期规划产能0.5GWh，24年三季度正式开工，2025年内建成贯通。专注氧化物路线，动力储能齐头 并进：公司成立于2016年，创始 人包括中国工程院院士陈立泉、 中科院物理所李泓，产品涵盖新 能源车、储能、低空三大部分。 新能源车：360Wh/kg高能量密度 动力电芯单次续航超1000km，已 于2023年底量产交付蔚来汽车， 并获多家知名整车厂定点； 储能：280Ah超高安全储能电芯 已于2023年现半年量产交付，为 三峡、海博思创、国电投等多个 储能项目供货； 低空：320Wh/kg高能量密度低空 动力电芯已为国内外多家无人机、 机器人、便携电源等客户供货。太蓝新能源：专注氧化物路线，发布无隔膜 半固态电池专注氧化物固态电池，联合长安汽车发布无隔膜半固态电池：公司成立于2018年，专注氧化物固态电池开发，拥 有复合陶瓷电解质超薄膜制备技术、界面柔性层和无隔膜技术。第一代半固态电池产品液态电解质含量5%-10%， 能量密度最大到400Wh/kg；第二代准固态电池产品，液态电解质含量降至5%以下，能量密度达到400Wh/kg～ 500Wh/kg，在2023年底量产。2024年4月发布车规级单体120Ah，实测能量密度720Wh/kg全固态锂金属电池原型， 正极采高克容量富锂锰基，负极为复合锂金属基，搭配公司高性能氧化物复合固态电解质；2024年8月长安汽车 战略入股；2024年11月联合长安汽车发布无隔膜半固态电池。已投产+规划建设产能已达12.2GWh：重庆一期0.2GWh，国内首条量产的半固态锂电池产线已于2022年率先推出 半固态动力电池，产品已分批交付客户；重庆二期2GWh工厂2023年正式开工建设，24年6月已完成主体施工，公 司预计四季度实现投产；安徽淮南10GWh动力电池产业园区项目也正在稳步建设中。此为报告精编节选，报告原文：
《电气设备-固态电池深度报告系列1：必争的技术高地，产业化进程加速-海通国际[吴杰,陈昊飞]-20250105【63页】》请点击下方「阅读原文」跳转【价值目录】电脑站点下载阅读。
