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固态电池系列2:从底层逻辑上看全固态电池难点和产业节奏
五矿证券·2025-07-14 10:15

报告行业投资评级 - 电气设备行业评级为看好 [3] 报告的核心观点 - 全固态电池完成初步技术收敛,以硫化物为主,但固固界面问题是最大难点,产业爆发需跨过材料和设备两大难关,或处于新能源车2009 - 2010年阶段,预期2027年左右有少部分示范性装车,2030年左右小规模量产,2030年后大规模量产,投资上建议关注硫化物电解质、硫化锂及等静压、辊压设备等中长期机会 [2] 根据相关目录分别进行总结 全固态电池起源与判定 - 全固态电池起源于上个世纪,在锂金属锂枝晶安全问题上有替代锂金属负极和替代电解液两种方案,当下全固态电池受关注;依据中国汽车工程学会发布的判定方法,样品破口目视检测无液体渗出,120℃真空干燥6小时后失重率<1%,则判定为全固态电池 [9] 全固态电池难点 - 技术收敛以硫化物为主,但固固界面问题是最大难点,性能完善和降本是产业重点,降本有相对清晰路径;电池日常循环膨胀使保持固固有效接触困难,制造中可通过等静压等方案,使用中保持良好加压难度大 [10][14] - 硅基负极渗透率加速期将带来更大挑战,硅负极膨胀远高于石墨负极,对固固界面问题提出更大挑战,带来设备工艺难点 [11][12] 全固态产业爆发难关 - 需材料和设备两大方面配合,实现合适堆叠压力是关键,全固态产品核心指标可能是工业标准下的真实循环寿命,1000圈是初步目标 [17] 材料方面 - 硫化物电解质存在空气敏感性和材料成本下降等问题,降本路线相对清晰,难点在稳定性控制;性能上稳定性略差,与水结合产生硫化氢,目前依赖手套箱环境操作,未来需搭建低露点生产线;成本上降本取决于原材料硫化锂,其化学性质活泼,高纯度产品处于小规模实验室生产阶段,价格高昂,预计50万元/吨是产业化拐点,生产工艺有固相、液相、气相三种路径 [18] 设备方面 - 全固态电池制备需制造端压力和堆叠压力,制备压力可通过辊压、等静压等设备完成,堆叠压力难度大,过大压力会破坏材料形变;等静压是制造端加压方案之一,但需解决规模化和大型化问题;干法电极与全固态电池搭配安全性潜力大,但正极干法电极难度较大,良品率有提升空间 [20][23][26] 电池核心性能 - 消费者使用场景下循环性和循环中倍率稳定性是产业初期关键,全固态电池倍率性能侧重循环使用后的倍率稳定性;目前企业固态电池实验室阶段良品率60% - 70%,中试线低至40 - 50%,良品率爬升需时间 [28] 全固态电池产业阶段 - 全固态电池或处于新能源车2009 - 2010年阶段,此阶段是政策催化、技术路线收敛、产业链完善时期,伴随中试线放大、送样测试和示范装车等;半固态电池2022年1月首次装车后,仍在进行性能提升和降本工作 [35]