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从锂电池发展趋势来看，固态电池被认为是最具潜力的下一代锂电池技术。

相较传统液态电池，固态电池在能量密度和安全性方面的优势明显，并具有更高的机械强度与稳定性。

2023半固态电池率先在国内落地并实现小批量装车，能量密度最高可达500Wh/kg，全固态电池最早有望2025年开始量产。当前固态电池产业化进程全面提速，未来几年有望持续保持高景气度。

锂电池技术发展趋势：

资料来源：来源：许晓雄等《全固态锂电池技术的研究现状与展望》

01

固态电池行业概览

固态电池是使用固态电解质取代传统锂离子电池中的电解液的新型电池。

根据电解质的不同，锂电池技术体系可分为：液态电解质电池、混合固液电解质电池（半固态电池）、固态电解质电池。

锂电池发展路线：

资料来源：徐小明.第十四届中国汽车蓝皮书论坛主题报告.2022

液态电池多采用有机液态电解质，多具有易燃易挥发特性，过度充电、内部短路极易发生热失控，并引起自燃甚至爆炸，是液态电池安全隐患的主要根源。

固态电解质本身不可燃、且热分解温度高，固态特性完全避免了电解液腐蚀、挥发、漏液等问题，安全性能大幅提高。

液态、半固态、全固态电池结构对比：

资料来源：《Approaching Practically Accessible Solid-State Batteries》

目前在全球范围内，全固态电池主要处于研发和试制阶段。

制约全固态电池产业化的主要局限在于：材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高。

行业普遍认为全固态电池大规模产业化节点在2030年左右。

在全固态电池正式进入商业化阶段之前，半固态电池是理想想的过渡技术解决方案。

半固态电池材料体系较液态电池变化较小，工艺设备与液态电池的重合度较高，可继承现有的成熟产业链，有望率先实现产业化落地。

当前国内较多企业选择半固态电池作为过渡阶段产品。

2022年以来，国内企业以半固态方案作为过渡的中间路线，率先实现装车应用进入产业化阶段。

国内主要企业半固态电池布局：

数据来源：GGII，公司官网，东方证券

02

固态电池产业链梳理

固态电池产业链包括上游金属材料和矿资源供应，中游为电池材料包括正极、负极、固态电解质等关键材料，下游为固态电池制造环节以及动力、消费、储能等各领域应用场景。

固态电池产业链：

资料来源：各公司官方资料、东吴证券、行行查

固态电池产业链与传统锂电池大致相似，最大区别在于产业链中游原材料的迭代升级。

产业链关键变化环节为固态电解质＞新型负极＞新型正极。

主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局，核心变化在于引入固态电解质，采用固态电解质取代传统液态锂电池易燃、易爆的有机电解液和隔膜。

负极材料将从石墨，向新型硅基负极、含锂负极，再向金属锂负极升级。

正极从高镍三元，向高电压高镍三元、超高镍三元，再向尖晶石镍锰酸锂、层状富锂基等新型正极材料迭代。

隔膜从传统隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向取消隔膜升级。

固态电池材料正负极材料变化：

资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》，浙商证券

固态电解质

与液态锂离子电池相比，固态电池在材料端的核心变量为固态电解质。

作为固态电池的关键组分，固态电解质核心功能是为锂离子在正负极之间的传输提供通道，用于提升电池安全性能。

半固态电池由于仍存在部分液态电解液，故而保留了电解液和隔膜等结构。

全固态电池离子传导介质和通道由传统的电解液与隔膜变为固态电解质，电池结构实现进一步简化。

固态电池与液态电池的组成区别：

资料来源：锂电前沿

固态电解质主要技术路线聚合物氧化物电解质、硫化物电解质、聚合物电解质三大类。

氧化物电导率适中而稳定性好，目前研发验证进展较快；

硫化物电导率最高，远期发展潜力大，但稳定性差、成本高昂；

聚合物性能上限较低，电导率受限，但应用难度小，是半固态方案短期之选；

全固态电解质技术路线尚不明确，研发难度较大周期较长。

国内主流路线以氧化物为主，进展较为领先的企业主要有天目先导、蓝固新能源、清陶能源、赣锋锂业等；天目先导和蓝固新能源为国内固态电解质产能主要来源，二者与卫蓝新能源同样具有中科院物理所的技术背景；上海洗霸和金龙羽分别凭借与中科院上海硅酸盐所和重庆大学的深度技术合作，或有望将相关产品推向量产，其余公司的固态电解质产品基本尚处于实验室研发阶段。

海外厂商三井金属、出光兴产、AGC等企业也在加速布局固态电解质领域，但目前量产规划多集中于2025年后。

国内部分固态电解质产能布局情况：

资料来源：新产业、赛瑞研究、东莞证券、行行查

此外，固态电解质有望带来上游资源端锆、锗、镧等小金属的需求增量。

固态电解质需要使用部分稀有金属原材料，氧化物电解质含锆、镧金属，硫化物电解质含锗金属。

国内锆储量低、产量较少，多依赖于进口，国内锆生产企业主要包括东方锆业、三祥新材、凯盛科技等。

氧化物电解质LLZO/LLTO还涉及镧的使用，镧为稀土金属，国内贡献全球大部分稀土产量，相关企业包括中国稀土、北方稀土、盛和资源、广晟有色等。

氧化物固态电解质LLTO/LATP的原材料包括二氧化钛、焦磷酸钛等。国内主要钛白粉生产企业包括龙佰集团、中核钛白、钒钛股份等。

氧化物固态电解质LAGP、硫化物固态电解质LGPS等原材料包括二氧化锗、硫化锗等，国内主供厂商包括驰宏锌锗和云南锗业。

正极材料

固态电池正极材料兼容性强。理论上，固态电池正极仍可沿用现在的磷酸铁锂、三元材料等体系，但现有材料电池能量密度进一步提高难度较大。因此，需要选择更高容量的正极材料来提升固态电池能量密度。

目前，固态电池正极开发主要集中在高镍三元正极、镍锰酸锂、富锂锰基等路线。

其中高镍三元正极凭借能量密度高、倍率性能好、商业化程度高等优势，成为当前主流正极材料体系。

富锂锰基、镍锰酸锂等高能量密度优势突出，有望成为未来的主要方向。

资料来源：赣锋锂业官网

正极材料产业格局方面来看，多数三元正极企业延伸布局，均拥有高镍三元产品布局。

其中容百科技、当升科技等均已经实现对固态电池企业的出货。

容百科技是卫蓝新能源正极材料供应商，其配套半固态电池装车ET7的产品为Ni90高镍三元。

当升科技先后获卫蓝新能源和清陶能源2.5万吨、3万吨固态锂电正极材料订单，据公司披露为超高镍三元材料。

厦钨新能、振华新材、长远锂科、贝特瑞等正极企业有固态电池材料布局。此外，宁夏汉尧、杉杉股份、华友钴业等企业也在布局富锂锰基等新型正极材料。

全球固态/半固态电池正极材料市场空间（亿元）及需求（万吨）：

资料来源：卫蓝新能源官网、清陶能源官网

负极材料

固态电池的负极材料主要包括石墨、硅负极、合金负极、金属锂等。

固态电池对高能量密度的要求，将促使负极材料从传统石墨负极向高能量密度的新型负极材料迭代发展。

硅基负极是中短期主要方案，金属锂是长期路线。

硅基负极方面，贝特瑞、杉杉股份、翔丰华、璞泰来等具有明确产能规划，部分企业已与固态电池企业达成合作协议；此外，中科电气、天目先导、石大胜华、新安股份、硅宝科技等均在硅基负极领域有布局。

金属锂负极方面，金属锂及锂盐公司如赣锋锂业、天齐锂业等依托自身资源优势，引领产业发展。

在隔膜厂商方面，恩捷股份与北京卫蓝、天目先导成立了专注半固态电池隔膜研发、生产的企业江苏三合，已经实现了对卫蓝新能源的量产供货。

铝塑膜

固态电池多采用软包路线，有望提升铝塑膜需求。

软包电池凭借叠片工艺、能量密度高以及凝胶态封装技术等优势，有望在固态电池领域发展应用，铝塑膜是软包电池的主要封装材料。

铝塑膜是现阶段软包电池唯一还未实现批量国产化的关键材料。目前国内具备铝塑膜批量供货能力的主要有新纶新材、紫江新材、道明光学和明冠新材，此外海顺新材、英联股份等所有所布局。

03

固态电池市场格局

当前国内外众多企业涉足固态电池领域，包括车企、研发机构、初创企业在内的电池企业及中游材料企业均投入新技术研发布局。

从全球固态电池产业布局来看，中国参与的企业最多；其次是日本，技术实力最强；美国以一些初创企业为主；欧洲主要是车企和美国的初创企业合作；韩国企业不多，但也具备较强的实力。

日本车企主导，研发布局最早，技术和专利全球领先。丰田是全球固态电池领域的先行者之一，专利布局领先。从技术路线来看，日本企业普遍押注电导率最高的硫化物电解质。

韩国厂商自主研发与外部合作并行，在固态电池领域的布局集中在LG、SKOn和三星SDI三大电池企业。

美国初创企业全路线布局，多获车企注资。

国内依托院校科研成果的企业走在前列，传统电池厂以技术储备为主。

国内领跑固态电池产业化的企业以具院校研发背景的新兴企业为主，典型代表有清华大学南策文院士团队创办的清陶能源、依托中科院物理所成立的卫蓝新能源等。

传统电池厂在固态电池方面多有技术储备与专利布局，但在产业化推进上相对保守。

技术路线方面来看，国内企业多数选择氧化物技术路线，目前研发的氧化物固态电池主要为固液混合方向。

卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂电、辉能科技等国内多家固态电池公司都是选择以氧化物材料为基础的固液混合技术路线。

国内初创公司以卫蓝新能源、清陶能源，恩能动力为代表，传统锂电巨头以宁德时代、辉能科技、赣锋锂业、孚能科技、亿纬锂能、蜂巢能源、国轩高科、中创新航为代表均加快固态电池研发进度。

国内部分代表企业固态电池布局：

固态电池的产业前景吸引众多资本加入，同时也加速了量产项目落地。

据GGII不完全统计，2023年，国内共有15个固态电池项目扩产（包括公告、签约、开工等），公布投资总额超千亿元，其中百亿项目有8个，占比超一半。

2023年中国固态电池百亿扩产项目：

资料来源：高工锂电，华泰研究

国内各大整车厂也加速拥抱固态电池，与新兴企业积极合作，推进装车验证与产线建设。

2022年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显的进展，尤其是国内企业在半固态电池领域的技术进步和成本降低均大幅超预期。

2022-2023年，卫蓝新能源、赣锋锂业、清陶能源等企业相继量产半固态电池，并实现了动力电池装车。

2023年，蔚来ES6、ET7、东风E70、岚图追风、赛力斯SERES5等车型已搭载半固态电池。

目前，蔚来、上汽等均提出2024年量产半固态电池车型，广汽、长安等均提出2025-2026年量产半固态电池车型。

2024年3月25日上汽智己汽车透露行业首个准900V超快充固态电池即将于智己L6量产上车。作为上汽集团高端智能化电动品牌，智己 L6 此次固态电池供应商为清陶能源。目前，上汽 与清陶能源共同研发的第一代固态电池也已开始排产。上汽集团计划2025年实现全固态量产落地装车。

部分车企半固态/固态电池车型量产进展：

资料来源：国信证券

海外企业多直接布局全固态电池产品，包括丰田、本田、大众、宝马、福特在内的国际车企均计划在2025～2030年间推出搭载全固态电池的电动车型量产上市。

据中国汽车动力电池产业创新联盟，2023年固液混合电池（半固态电池）实现装车量约798MWh。2024年开始，有望看到固态电池在车端应用的更多进展，如清陶能源和上汽合作的第二代半固态电池将于24年量产上车；2027年推出全固态电池，实现10万辆级量产装车。

我国近几年不断推出政策鼓励固态电池行业发展与创新，助力产业化发展。《2030年前碳达峰行动方案》《关于推动能源电子产业发展的指导意见》《关于完整准确全面贯彻发展理念做好碳达峰中和工作的意见》等产业政策为固态电池行业的发展提供了明确、广阔的前景。

固态电池高速发展，但值得注意的是，固态电池技术难点犹存，包括固固界面接触较差造成的循环寿命差、倍率性能较差，产业化初期成本高，产业瓶颈还有待攻克。

固态电池界面问题：

数据来源：Zahra Moradi等

随着未来技术的不断突破叠加规模化后降本，以及电池企业的产能规划落地和更多车企车型的装车应用，长远来看，固态电池的产业化进程有望提速并迎来广阔发展空间。

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