固态电池逐级迭代：半固态→固态电解质→新型负极→新型正极

搭载赣锋锂电三元固液混合锂离子电池的纯电动SUV赛力斯-SERES-5计划于2023年上市

固态电池逐级迭代：半固态→固态电解质→新型负极→新型正极

SOURCE FROM: SOOCHOW SECURITIES

【摘要】

✓ 半固态电池先行，2023年开启小批量装车发布，全固态电池仍处于研发阶段，预计2030年后实现商业化

✓ 2023年蔚来、上汽、东风、赛力斯等车企将陆续推出半固态版车型

✓ 预计23年出货量小于1GWh，24年达5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh

✓ 电解质为固态电池的核心，其中氧化物进展较快，硫化物发展潜力大

✓产业链龙头加大布局，推动半固态电池落地：

电池端：

宁德时代推出凝聚态电池，兼顾安全性、能量密度和量产难度，同时布局硫化物全固态路线；

比亚迪全路线布局，后续或升级固态+短刀+CTC体系；

卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业、辉能科技技术优异，率先落地产能；

固态电解质端：天目先导、蓝固新能源绑定卫蓝新能源，性能指标优异，上海洗霸、金龙羽也在加速布局，奥克股份从原料端延伸聚合物电解质，瑞泰新材实现原位固化锂盐LiTFSI规模量产

负极端：兰溪致德、贝特瑞、翔丰华硅基负极进度较快

正极端：容百科技、当升科技超高镍正极布局领先。

液态电池中，有机溶剂具有易燃性，且抗氧化性较差，目前已接近能量密度上限。

液态/固态电池结构示意图

固态电池大幅提升电池安全，打破液态电池能量密度瓶颈。

液态/半固态/全固态发展路径

逐级迭代：固态电解质→新型负极→新型正极

固态电池技术发展和应用预计将呈现梯次渗透趋势。预计液态电池到固态电池的技术迭代路径大致遵循“固态电解质→新型负极→新型正极”顺序。

阶段一：引入固态电解质，保留少量电解液，正负极仍为三元+石墨/硅负极，并采用负极预锂化等技术提高能量密度；

阶段二：用固态电解质逐步至完全取代电解液，用金属锂取代石墨/硅负极，正极仍为三元材料；

阶段三：逐渐减薄固态电解质的厚度，并用硫化物/镍锰酸锂/富锂锰基等材料取代正极。

固态电池技术迭代路径

半固态电池通过减少液态电解质含量、增加固态电解质涂覆，兼具安全性、能量密度和经济性，率先进入量产阶段。全固态电池工艺并不成熟，仍处于实验室研发阶段，而半固态电池已经进入量产阶段。半固态电池保留少量电解液，可以缓解离子电导率问题，同时使用固化工艺，将液态电解质转化为聚合物固态电解质，叠加氧化物固态电解质涂覆正极/负极/隔膜，提升了电池的安全性/能量密度，同时兼容传统锂电池的工艺设备，达到更易量产较低成本的效果，预计半固态电池规模化量产后，成本比液态锂电池高10-20%。

车企布局：绑定电池厂共同研发，卡位下一代电池技术

车企绑定电池厂，提前布局固态电池技术，海外车企处于领先地位。海外车企为卡位下一代电池技术，纷纷入局，其中日系车企布局较早，受政策驱动，携手电池企业共同研发，欧美车企则通过投资初创企业进行布局。

国内车企同样积极合作固态电池新秀，如蔚来合作卫蓝新能源，北汽、上汽、广汽投资清陶能源等。车企入局为固态电池企业提供了资金、技术、客户多重保障，有助于推进固态电池商业化进程。

主流车企对固态电池布局情况

应用：率先切入高端消费领域，24年开启规模化装车

固态电池高安全与高比能优势显著，率先于无人机等成本敏感度低的高端消费领域实现小批量产。

固态电池动力储能领域仍受性能、成本制约，半固态预计24年开启规模化装车，30年前后规模化应用于储能领域。

固态电池应用场景

空间：半固态23年开始放量，全固态30年实现商业化

半固态先行，23年开始产业化，全固态预计30年开始放量。半固态电池23年起开始产业化，但技术、产品仍不成熟，我们预计23年出货量小于1GWh，24年达5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh，渗透率提升至约1.2%+，35年预计超300GWh，渗透率提升至2%+；全固态电池预计量产还需5-10年，30年开始放量预计出货2-3GWh，35年有望超100GWh，渗透率提升至近0.7%。

半固态路线先行，全固态仍处研发阶段

产业链：半固态-全固态迭代，电解质-负极-正极梯次升级

固态电池技术迭代基于液态体系，顺序遵循固态电解质-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，电解质预计从聚合物+氧化物的半固态路线，向氧化物半/全固态路线，再向硫化物全固态路线迭代；负极从石墨，向硅基负极、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、层状富锂锰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，再向固态电解质膜升级。

产业链方面，电池端企业主要有宁德时代、比亚迪、卫蓝新能源、清陶能源、亿纬锂能、赣锋锂业、辉能科技、国轩高科、孚能科技、蜂巢能源等；固态电解质企业主要有天目先导、蓝固新能源、奥克股份、上海洗霸、金龙羽、瑞泰新材等；固态电解质前驱体锆源/锗源企业有东方锆业、三祥新材、云南锗业、驰宏锌锗等；负极企业有兰溪致德、贝特瑞、翔丰华等；正极企业有容百科技、当升科技等；隔膜企业有恩捷股份等；此外整车企业以自研或增资入股等方式积极入局，代表公司有丰田、日产、本田等。

固态电池产业链

宁德时代：布局硫化物全固态路线，锂金属固态电池为发展目标

重点布局硫化物全固态路线，但距离商业化仍需5年以上。

以全固态锂金属电池为发展目标，不断提升能量密度与安全性。

凝聚态电池产品性能

比亚迪：专利数量多覆盖范围广，技术储备丰富

深耕固态电解质多年，专利数量众多。

研发涵盖多种路线，技术不断更新迭代。

技术储备丰富，后续或升级固态+短刀+CTC体系。

卫蓝新能源：承接物理所核心专利，工艺技术全面领先

脱胎于中科院物理所，掌握原位固态化核心工艺。

与蔚来、吉利等众多车企达成合作，23年下半年装车上线。

远期规划产能超50gwh，形成完善产业链布局。

卫蓝新能源半固态电芯制备工艺流程

清陶能源：率先实现规模化量产，一体化布局氧化物电解质

脱胎于清华大学材料学院，率先实现固态电池量产。

电池产品性能突出，致力量产全固态电池。

远期规划产能35gwh，一体化布局固态电解质。

清陶能源正极、电芯生产工艺

赣锋锂业：打造垂直整合业务模式，加速半固态电池量产

打造垂直整合业务模式，加速半固态电池量产。

与下游车企深度合作，推动固态电池产业化。

远期规划产能超40gwh，推动锂产业链结构优化升级。

辉能科技：专注氧化物固态路线，绑定奔驰深度合作

专注氧化物固态电池路线，三大核心技术构筑护城河。1）MAB：多轴向双极电池技术，采用CTP+内部串联方式，大幅提升封装效率；2）LCB：通过Ceramion内导技术降低内阻、Logithium封装技术提升加工性能，进而解决氧化物电解质的导电性和脆性问题；3）ASM：主动隔断高温产热及释放，钝化正负极，提升安全性。公司预计可凭借核心技术，在生产规模达7gwh后，价格实现与液体电池Pack持平。

绑定奔驰团队进行深度合作，远期规划产能120gwh。

亿纬锂能：半固态22年装车测试，全固态技术迭代始于卤化物

拥有半固态+全固态技术，半固态产品22年率先装车验证。

首代全固态电池基于卤化物路线，将运用于高端消费电池领域。

重点布局氧化物、硫化物、卤化物全固态路线，进一步提升能量密度及安全性。

国轩高科：技术储备丰富，半固态产品23年批量交付

采用氧化物包覆+原位固态化工艺，半固态产品23年批量交付。

目标25年量产全固态电池，打造高电压无模组电池包。

孚能科技：率先量产抢占先机，推出SPS全新解决方案

搭载岚图追光率先量产装车，推出SPS全新解决方案。

SPS预计23年起规模放量，全固态电池预计30年推出。

蜂巢能源：开发半固态短刀电池，布局硫化物全固态路线

与宁波材料所深度合作，开发果冻电池、硫系全固态电池。