固態電池逐級迭代：半固態→固態電解質→新型負極→新型正極

搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動SUV賽力斯-SERES-5計劃於2023年上市

固態電池逐級迭代：半固態→固態電解質→新型負極→新型正極

SOURCE FROM: SOOCHOW SECURITIES

【摘要】

✓ 半固態電池先行，2023年開啟小批量裝車發佈，全固態電池仍處於研發階段，預計2030年後實現商業化

✓ 2023年蔚來、上汽、東風、賽力斯等車企將陸續推出半固態版車型

✓ 預計23年出貨量小於1GWh，24年達5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh

✓ 電解質為固態電池的核心，其中氧化物進展較快，硫化物發展潛力大

✓產業鏈龍頭加大布局，推動半固態電池落地：

電池端：

寧德時代推出凝聚態電池，兼顧安全性、能量密度和量產難度，同時布局硫化物全固態路線；

比亞迪全路線布局，後續或升級固態+短刀+CTC體系；

衛藍新能源、清陶能源、贛鋒鋰業、輝能科技技術優異，率先落地產能；

固態電解質端：天目先導、藍固新能源綁定衛藍新能源，性能指標優異，上海洗霸、金龍羽也在加速布局，奧克股份從原料端延伸聚合物電解質，瑞泰新材實現原位固化鋰鹽LiTFSI規模量產

負極端：蘭溪致德、貝特瑞、翔豐華硅基負極進度較快

正極端：容百科技、當升科技超高鎳正極布局領先。

液態電池中，有機溶劑具有易燃性，且抗氧化性較差，目前已接近能量密度上限。

液態/固態電池結構示意圖

固態電池大幅提升電池安全，打破液態電池能量密度瓶頸。

液態/半固態/全固態發展路徑

逐級迭代：固態電解質→新型負極→新型正極

固態電池技術發展和應用預計將呈現梯次滲透趨勢。預計液態電池到固態電池的技術迭代路徑大致遵循「固態電解質→新型負極→新型正極」順序。

階段一：引入固態電解質，保留少量電解液，正負極仍為三元+石墨/硅負極，並採用負極預鋰化等技術提高能量密度；

階段二：用固態電解質逐步至完全取代電解液，用金屬鋰取代石墨/硅負極，正極仍為三元材料；

階段三：逐漸減薄固態電解質的厚度，並用硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等材料取代正極。

固態電池技術迭代路徑

半固態電池通過減少液態電解質含量、增加固態電解質塗覆，兼具安全性、能量密度和經濟性，率先進入量產階段。全固態電池工藝並不成熟，仍處於實驗室研發階段，而半固態電池已經進入量產階段。半固態電池保留少量電解液，可以緩解離子電導率問題，同時使用固化工藝，將液態電解質轉化為聚合物固態電解質，疊加氧化物固態電解質塗覆正極/負極/隔膜，提升了電池的安全性/能量密度，同時兼容傳統鋰電池的工藝設備，達到更易量產較低成本的效果，預計半固態電池規模化量產後，成本比液態鋰電池高10-20%。

車企布局：綁定電池廠共同研發，卡位下一代電池技術

車企綁定電池廠，提前布局固態電池技術，海外車企處於領先地位。海外車企為卡位下一代電池技術，紛紛入局，其中日系車企布局較早，受政策驅動，攜手電池企業共同研發，歐美車企則通過投資初創企業進行布局。

國內車企同樣積極合作固態電池新秀，如蔚來合作衛藍新能源，北汽、上汽、廣汽投資清陶能源等。車企入局為固態電池企業提供了資金、技術、客戶多重保障，有助於推進固態電池商業化進程。

主流車企對固態電池布局情況

應用：率先切入高端消費領域，24年開啟規模化裝車

固態電池高安全與高比能優勢顯著，率先於無人機等成本敏感度低的高端消費領域實現小批量產。

固態電池動力儲能領域仍受性能、成本制約，半固態預計24年開啟規模化裝車，30年前後規模化應用於儲能領域。

固態電池應用場景

空間：半固態23年開始放量，全固態30年實現商業化

半固態先行，23年開始產業化，全固態預計30年開始放量。半固態電池23年起開始產業化，但技術、產品仍不成熟，我們預計23年出貨量小於1GWh，24年達5GWh左右，25年近20GWh，30年超100GWh，滲透率提升至約1.2%+，35年預計超300GWh，滲透率提升至2%+；全固態電池預計量產還需5-10年，30年開始放量預計出貨2-3GWh，35年有望超100GWh，滲透率提升至近0.7%。

半固態路線先行，全固態仍處研發階段

產業鏈：半固態-全固態迭代，電解質-負極-正極梯次升級

固態電池技術迭代基於液態體系，順序遵循固態電解質-新型負極-新型正極。主流廠商按照半固態到全固態的發展路徑布局，核心變化在於引入固態電解質，電解質預計從聚合物+氧化物的半固態路線，向氧化物半/全固態路線，再向硫化物全固態路線迭代；負極從石墨，向硅基負極、含鋰負極，再向金屬鋰負極升級；正極從高鎳三元，向高電壓高鎳三元、超高鎳三元，再向尖晶石鎳錳酸鋰、層狀富鋰錳基等新型正極材料迭代；隔膜從傳統隔膜，向氧化物塗覆隔膜，再向固態電解質膜升級。

產業鏈方面，電池端企業主要有寧德時代、比亞迪、衛藍新能源、清陶能源、億緯鋰能、贛鋒鋰業、輝能科技、國軒高科、孚能科技、蜂巢能源等；固態電解質企業主要有天目先導、藍固新能源、奧克股份、上海洗霸、金龍羽、瑞泰新材等；固態電解質前驅體鋯源/鍺源企業有東方鋯業、三祥新材、雲南鍺業、馳宏鋅鍺等；負極企業有蘭溪致德、貝特瑞、翔豐華等；正極企業有容百科技、當升科技等；隔膜企業有恩捷股份等；此外整車企業以自研或增資入股等方式積極入局，代表公司有豐田、日產、本田等。

固態電池產業鏈

寧德時代：布局硫化物全固態路線，鋰金屬固態電池為發展目標

重點布局硫化物全固態路線，但距離商業化仍需5年以上。

以全固態鋰金屬電池為發展目標，不斷提升能量密度與安全性。

凝聚態電池產品性能

比亞迪：專利數量多覆蓋範圍廣，技術儲備豐富

深耕固態電解質多年，專利數量眾多。

研發涵蓋多種路線，技術不斷更新迭代。

技術儲備豐富，後續或升級固態+短刀+CTC體系。

衛藍新能源：承接物理所核心專利，工藝技術全面領先

脫胎於中科院物理所，掌握原位固態化核心工藝。

與蔚來、吉利等眾多車企達成合作，23年下半年裝車上線。

遠期規劃產能超50gwh，形成完善產業鏈布局。

衛藍新能源半固態電芯製備工藝流程

清陶能源：率先實現規模化量產，一體化布局氧化物電解質

脫胎於清華大學材料學院，率先實現固態電池量產。

電池產品性能突出，致力量產全固態電池。

遠期規劃產能35gwh，一體化布局固態電解質。

清陶能源正極、電芯生產工藝

贛鋒鋰業：打造垂直整合業務模式，加速半固態電池量產

打造垂直整合業務模式，加速半固態電池量產。

與下游車企深度合作，推動固態電池產業化。

遠期規劃產能超40gwh，推動鋰產業鏈結構優化升級。

輝能科技：專註氧化物固態路線，綁定奔馳深度合作

專註氧化物固態電池路線，三大核心技術構築護城河。1）MAB：多軸向雙極電池技術，採用CTP+內部串聯方式，大幅提升封裝效率；2）LCB：通過Ceramion內導技術降低內阻、Logithium封裝技術提升加工性能，進而解決氧化物電解質的導電性和脆性問題；3）ASM：主動隔斷高溫產熱及釋放，鈍化正負極，提升安全性。公司預計可憑藉核心技術，在生產規模達7gwh後，價格實現與液體電池Pack持平。

綁定奔馳團隊進行深度合作，遠期規劃產能120gwh。

億緯鋰能：半固態22年裝車測試，全固態技術迭代始於鹵化物

擁有半固態+全固態技術，半固態產品22年率先裝車驗證。

首代全固態電池基於鹵化物路線，將運用於高端消費電池領域。

重點布局氧化物、硫化物、鹵化物全固態路線，進一步提升能量密度及安全性。

國軒高科：技術儲備豐富，半固態產品23年批量交付

採用氧化物包覆+原位固態化工藝，半固態產品23年批量交付。

目標25年量產全固態電池，打造高電壓無模組電池包。

孚能科技：率先量產搶佔先機，推出SPS全新解決方案

搭載嵐圖追光率先量產裝車，推出SPS全新解決方案。

SPS預計23年起規模放量，全固態電池預計30年推出。

蜂巢能源：開發半固態短刀電池，布局硫化物全固態路線

與寧波材料所深度合作，開發果凍電池、硫系全固態電池。