报告行业投资评级 - 电气设备行业评级为看好 [4] 报告的核心观点 - 固态电池是锂电池理论上高能量密度与高安全性能的最佳体系，固态电解质离子电导率已突破，初步具备产业化理论基础 [2] - 全固态电池存在界面和成本问题，界面问题影响性能和量产制造，成本方面固态电解质价格高昂，远期全固态电芯成本有望达 0.69 元/Wh [2][30] - 半固态本质属液态锂离子电池体系，短期在安全、性能、成本上优势不明显，产业逻辑待验证 [2] - 半固态进入量产但装车不及预期，全固态部分进入 A 样阶段，预计 2030 年后量产，产业突破将带来电池材料体系变化并带动上游原材料需求 [3] 根据相关目录分别进行总结 固态电池的产业逻辑 - 发展历程：1958 年锂金属引入电池材料，早期以锂金属电池为研究对象，1989 年因锂枝晶问题发展停滞，后产业路径分化为液态锂离子电池和固态锂电池路线，液态锂电池率先爆发，固态锂电池历经 30 年实现固态电解质突破，初步具备产业化逻辑 [12][13] - 液态电池困境：当前液态锂离子电池接近能量密度瓶颈，电解液和隔膜存在热安全短板，加剧高能量密度安全矛盾，且电解液对锂枝晶低抑制能力限制负极向锂金属方向迭代 [16][17] - 固态电池发展机会：固态电池理论上可抑制、缓和热失控，提升本征安全性，固态电解质抵御锂枝晶能力更强，具备向锂金属负极迭代潜力，是锂电池理论上高能量密度和高安全性能的理想体系，关键完善后有望爆发 [19][20][22] 全固态电池——仍面临界面 + 成本问题 - 全固态技术路径：采用固态电解质替代电解液和隔膜，主要分聚合物、氧化物、硫化物三大路线，聚合物和氧化物路线率先应用，硫化物电解质兼具高离子电导率和材料柔性，长期潜力大 [24] - 全固态电池卡点一：界面问题：正负极与电解质界面变为“固 - 固”硬接触，影响电池性能，导致界面电阻高、应力问题和副反应问题，也为量产制造带来挑战 [25] - 全固态电池卡点二：成本问题：关键材料固态电解质当前成本较高，聚合物电解质成本与电解液持平，氧化物和硫化物电解质需降本，制造工艺不成熟、良率待改善带来额外成本，远期全固态成本预期为 0.69 元/Wh [28][30] 半固态电池——本质仍是液态锂离子电池体系 - 半固态电池技术路径：主要变化在电解液，是全固态技术成熟前的折中尝试，目前主要方案包括极片固态化、隔膜涂覆、原位聚合 [35][37] - 半固态 VS 液态：性能和成本对比，半固态短期未占优：液态电池热蔓延控制技术进步明显，安全性仍有提升预期，半固态电池安全优势待验证，且半固态用更高成本、牺牲部分倍率性能换取一定安全性提升 [38][44] - 全固态 VS 半固态 VS 液态：性能和成本对比：全固态电池远期性能潜力大，适合对安全性和能量密度需求大的领域，是锂电池长期发展方向之一 [46] 固态电池产业进程 - 固态电池企业技术路线：赛道玩家众多，技术路线选择不同，中国、美国企业优先布局半固态再过渡至全固态，日韩企业直接研发全固态，半固态多选用氧化物和聚合物或两者复合路线，全固态多采用硫化物路线，正极主流选三元材料，负极中短期用硅基负极，长期转向锂金属负极 [49][51] - 固态电池研发现状：从产品研发流程角度：电池新产品开发经历多个阶段，研发需考虑多方面因素，商业化早期需预留较长开发时间，半固态进入量产阶段，全固态处于 A 样阶段 [54][60] - 固态电池产业规划：半固态装车不及预期，全固态预计 2030 年后量产：产能总规划超 565.7GWh，已建成约 28.3GWh，半固态率先装车量产但进展不及预期，全固态量产预计延迟至 2030 年后 [64] 固态电池对产业链的影响分析 - 固态电池对电池材料体系的影响：正极材料向高电压、高压实升级，中短期高镍三元是主要增量；负极材料向高克容量升级，中短期硅碳负极为主要增量，长期转向锂金属负极；固态电解质带来从 0 - 1 的增量；隔膜短期有部分增量，远期将取消使用；电解液用量减少；辅材中粘结剂、碳纳米管导电剂、LiTFSI/LiFSI 添加剂有所变化 [66][67][71] - 固态电池对上游资源的影响：固态电池出货量有望带动上游原材料需求，电解质层面有望对锆、镧、钛等金属形成影响，不同电池量下对固态电解质原材料消耗量不同 [74]