中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近期固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)迎來密集催化，多家頭部廠商發(fā)布固態(tài)電池新品，驗(yàn)證加速、批量上車在即。
國軒高科發(fā)布采用硫化物技術(shù)路線的金石全固態(tài)電池，目前已實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用，首款搭載車型為星紀(jì)元ET。
上汽集團(tuán)新一代固態(tài)電池將于2025年底在全新MG4上量產(chǎn)應(yīng)用。寧德時(shí)代與比亞迪將在2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的小規(guī)模量產(chǎn)和批量示范上車應(yīng)用。上汽通用五菱固態(tài)電池研發(fā)取得突破性進(jìn)展，預(yù)計(jì)于2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。
在之前的文章中，我們梳理了固態(tài)電池四大核心賽道。
近期我們也看到行業(yè)迎來一些新的變化，本文重點(diǎn)圍繞固態(tài)電池材料和設(shè)備兩大核心環(huán)節(jié)的新變化相關(guān)方向進(jìn)行梳理。
固態(tài)電池核心環(huán)節(jié)進(jìn)展和變化
當(dāng)前固態(tài)電池技術(shù)處于中試向量產(chǎn)過渡階段。
半固態(tài)在特定場(chǎng)景，例如無人機(jī)和機(jī)器人領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)商用，但全固態(tài)電池仍處于中試階段，量產(chǎn)需2-3年，預(yù)計(jì)到2027年左右。
固態(tài)電池行業(yè)的降本依賴材料創(chuàng)新，比如硫化物電解質(zhì)和鋰金屬負(fù)極，以及相關(guān)設(shè)備的升級(jí)。
固態(tài)電池技術(shù)難點(diǎn)方面來看，半固態(tài)能量密度提升有限（320-350Wh/kg），成本高（1-1.5元/Wh），快充與循環(huán)性能弱于液態(tài)電池。全固態(tài)硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性差，需與鹵化物混合優(yōu)化。鋰金屬負(fù)極界面副反應(yīng)嚴(yán)重，循環(huán)壽命短（約400次）。
01 固態(tài)電池設(shè)備
隨著固態(tài)電池新技術(shù)落地，設(shè)備先行，當(dāng)前固態(tài)電池的核心瓶頸之一在于設(shè)備放大與工藝優(yōu)化。
固態(tài)電池規(guī)模量產(chǎn)需滿足原理成熟，邊界受控、制造規(guī)范&裝備研發(fā)，以及工序合格率大于95%。設(shè)備投資來看，中試線約0.7-1億元，量產(chǎn)線更高。
輥壓機(jī)和等靜壓設(shè)備占主要成本。
干法電極設(shè)備：有望逐步替代傳統(tǒng)濕法設(shè)備。輥壓機(jī)速度（當(dāng)前20m/min，目標(biāo)50m/min）、壓力（需降至100MPa以下）需提升。目前包括納科諾爾、曼恩斯特、先導(dǎo)智能、贏合科技、利元亨、靈鴿科技、海目星、信宇人、金銀河等設(shè)備廠全面布局干法工藝設(shè)備。例如，納科諾爾綁定國內(nèi)固態(tài)電池第一陣營的清陶集團(tuán)；靈鴿科技與寧德時(shí)代合作，參與半固態(tài)電池產(chǎn)線建設(shè)，初步完成干法前段整線的成膜技術(shù)布局；宏工科技干法電極前端混料環(huán)節(jié)，和清研電子深度合作；曼恩斯特是國軒高科固態(tài)電池設(shè)備獨(dú)供。
等靜壓設(shè)備：國產(chǎn)化進(jìn)展中，但均勻性待改進(jìn)。由于對(duì)固態(tài)電池進(jìn)行等靜壓操作時(shí)壓力一般需要超過400MPa，因此對(duì)設(shè)備要求比較高。高端等靜壓設(shè)備領(lǐng)域存在對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴，國內(nèi)企業(yè)正逐步突破技術(shù)壁壘。布局等靜壓設(shè)備的企業(yè)主要有納科諾爾、利元亨、中國鋼研等。
等靜壓技術(shù)基于帕斯卡原理，使用機(jī)器內(nèi)的液體和氣體在電池上施加完全一致的壓力，使材料達(dá)到高度均勻的致密化，可以有效消除電芯內(nèi)部的空隙。不過也面臨界如何控制壓實(shí)質(zhì)地、提高生產(chǎn)效率與良率等挑戰(zhàn)。
不過長遠(yuǎn)來看，等靜壓設(shè)備未來不一定會(huì)是終極解決方案，本田和豐田等廠商均開發(fā)無等靜壓方案。本田的全固態(tài)電池生產(chǎn)線在組裝過程中采用了多步連續(xù)輥壓等方式，沒有完全依賴等靜壓設(shè)備。
資料來源：行行查
02材料體系與降本路徑
硫化物電解質(zhì)
硫化物電解質(zhì)是全固態(tài)電池材料體系的關(guān)鍵組成部分，也是降本的重要路徑。
硫化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率高，適配高鎳正極和硅碳負(fù)極，被視為全固態(tài)電池的主流技術(shù)路線之一。
該路線全球頭部企業(yè)已有較深技術(shù)積累，當(dāng)前硫化物電解質(zhì)主要綁定日企（出光、三井）或國內(nèi)技術(shù)合作。
日企出光興產(chǎn)是全球硫化物固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，擁有多項(xiàng)硫化物固態(tài)電解質(zhì)專利，與豐田汽車達(dá)成合作協(xié)議，共同開發(fā)固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)技術(shù)。
三井金屬已在量產(chǎn)試驗(yàn)設(shè)施完成全固態(tài)鋰離子電池固體電解質(zhì)的驗(yàn)證，并開始提供樣品。
國內(nèi)方面，根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈資料，包括寧德時(shí)代在內(nèi)的多家電池廠以及一汽等車企都錨定硫化物的技術(shù)路線，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的終極性能。金龍羽、道氏技術(shù)、恩捷股份、容百科技、東方鋯業(yè)等也在該領(lǐng)域積極布局。
硫化鋰
硫化鋰是硫化物固態(tài)電解質(zhì)的核心原料，占據(jù)成本的近80%。
當(dāng)前硫化鋰價(jià)格較高，是制約硫化物固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)的主要瓶頸。
國內(nèi)相關(guān)頭部廠商包括有研新材、容百科技、廈鎢新能、天賜材料等都具備高純硫化鋰合成技術(shù)。容百、中科功能采用碳熱還原法，成本500萬元/噸以下性能次于日本CVD工藝（離子電導(dǎo)率10mS/cm以上）降本依賴硫化鋰原料降價(jià)和工藝優(yōu)化。廈鎢新能成本優(yōu)勢(shì)明顯、有研新材國內(nèi)客戶加送樣進(jìn)展順利、海辰藥業(yè)純度可實(shí)現(xiàn)3個(gè)9以上、恩捷股份硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料中試生產(chǎn)線預(yù)計(jì)6月開工。
此外中科固能、光華科技、瑞逍科技及湖南恩捷等企業(yè)預(yù)計(jì)2025年完成百噸級(jí)產(chǎn)線建設(shè)；海外方面，日本石油巨頭出光興產(chǎn)計(jì)劃2027-2028年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)千噸硫化鋰的全固態(tài)電池量產(chǎn)。
硫化物+鹵化物混合
由于硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性差，暴露在空氣中易與水反應(yīng)生成有毒氣體，與鹵化物混合優(yōu)化是可行優(yōu)化的策略。
在鹵化物路線中，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前寧德時(shí)代、比亞迪、清陶能源、中創(chuàng)新航、一汽、湖南恩捷等鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)均已積極布局鹵化物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合應(yīng)用，推動(dòng)該技術(shù)路線加速產(chǎn)業(yè)化落地。例如，寧德時(shí)代的一項(xiàng)“摻雜型鹵化物固態(tài)電解質(zhì)”專利已于 2025 年 1 月獲授權(quán)，旨在進(jìn)一步 提升離子導(dǎo)電率；恩捷股份計(jì)劃 于 2026-2027 年實(shí)現(xiàn)千噸級(jí)硫鹵化物固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)，并推進(jìn)超薄硫鹵化物電解質(zhì)膜的規(guī)?；a(chǎn)；億緯鋰能采取硫化物和鹵化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的策略,預(yù)計(jì)到2026年將實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的重大突破，并推出新一代全固態(tài)電池；清陶能源第二代固態(tài)電池為氧化物、鹵化物加聚合物的路徑。
正極材料
高鎳三元或 5V 錳基材料（富鋰錳基、鎳錳尖品石）。
目前行業(yè)以高鎳三元為主導(dǎo)，可以匹配短期需求，代表廠商包括容百科技（Ni90+超高鎳材料）、當(dāng)升科技（高鎳單晶正極），豐元股份、長遠(yuǎn)鋰科等也在該領(lǐng)域有相關(guān)布局。
未來固態(tài)電池正材料或向高性能材料富鋰錳基等方向升級(jí)。
公開資料顯示，容百科技、當(dāng)升科技、振華新材、格林美等廠商在超高鎳三元和富鋰錳基技術(shù)都在加碼布局。寧德時(shí)代、中科院寧波材料所等正在加速研發(fā)富鋰錳基材料。中偉股份、廈鎢新能、道氏技術(shù)、華友鈷業(yè)、力王股份等廠商也有相關(guān)技術(shù)路線布局。
負(fù)極材料
固態(tài)電池負(fù)極材料是決定電池能量密度、安全性和循環(huán)壽命的關(guān)鍵材料。
主要分為碳基材料、硅基材料和金屬鋰負(fù)極三大類。
石墨材料+硅基材料或?yàn)橹卸唐谥髁?，鋰金屬有望成為能量密度的終極選擇，當(dāng)前界面問題待解。
硅基負(fù)極：下一代負(fù)極路線。因高理論比容量3759mAh/g，遠(yuǎn)超石墨的372mAh/g，成為提升能量密度的關(guān)鍵。但存在體積膨脹、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題，硅碳負(fù)極通過納米硅與石墨復(fù)合，平衡容量與膨脹問題。
目前在硅基負(fù)極領(lǐng)域進(jìn)展比較快的企業(yè)主要為傳統(tǒng)鋰電負(fù)極生產(chǎn)企業(yè)，如貝特瑞、璞泰來、杉杉股份、翔豐華、尚太科技、中科電氣等企業(yè)依托石墨負(fù)極技術(shù)積累，加速硅基負(fù)極量產(chǎn)。
跨界布局相關(guān)企業(yè)包括上海洗霸、硅寶科技、新安股份、道氏技術(shù)、中一科技、石大勝華、鹿山新材、濱海能源等也依托自身產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)布局硅基負(fù)極。
鋰金屬負(fù)極：能量密度的終極選擇?，F(xiàn)階段鋰金屬負(fù)極發(fā)展階段還處于從實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化過渡的階段，部分企業(yè)如贛鋒鋰業(yè)、寧德時(shí)代已發(fā)布基于鋰金屬負(fù)極的固態(tài)電池樣品；盛新鋰能和華豐股份等廠商在該領(lǐng)域也有所布局。
隔膜
基膜+電解質(zhì)的復(fù)合膜
基膜+電解質(zhì)的復(fù)合膜有望成為改善電解質(zhì)膜性能的重要方向。
市場(chǎng)通常認(rèn)為，半固態(tài)電池隔膜與傳統(tǒng)液態(tài)電池隔膜無差異，全固態(tài)電池不需要隔膜，半固態(tài)電池隔膜需要性能改善，全固態(tài)電池中電解質(zhì)需要基膜輔助成膜。
產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)廠商中，星源材質(zhì)剛性骨架產(chǎn)品和聚合物電解質(zhì)復(fù)合隔膜、長陽科技高離子電導(dǎo)率復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜、貝特瑞提出電解質(zhì)隔膜一體化方案，表明隔膜在固態(tài)電池領(lǐng)域的重要性，預(yù)期差大。
體系化供應(yīng)商
當(dāng)前更多供應(yīng)商開始提供體系化的固態(tài)電池解決方案。
一是提高固態(tài)電池產(chǎn)品價(jià)值量，二是組合驗(yàn)證效果更好，交付電池客戶后有望加速驗(yàn)證應(yīng)用進(jìn)度。例如，貝特瑞的正負(fù)極+電解質(zhì)全套材料方案、璞泰來的材料+設(shè)備方案、當(dāng)升科技的電解質(zhì)+正極復(fù)合方案。
整體來看，新車型及電池端催化有望帶動(dòng)對(duì)應(yīng)產(chǎn)業(yè)鏈，如清陶鏈（上汽新車型催化）、衛(wèi)藍(lán)鏈（首條大容量半固態(tài)電池線投產(chǎn)）以及太藍(lán)鏈（長安新車型催化）。
