摘要：
固态锂电池作为高比能量、长续航电池发展的关键领域，正蓬勃兴起。与存在易燃易爆风险且能量密度难超350Wh/kg的液态锂离子电池相比，全固态锂电池以固态电解质取代电解液和隔膜，在能量密度、轻量化、安全性上优势明显，但存在充电慢、循环差等问题，解决关键在于优化固态电解液性能。而全固态电池是最终方案，有望先在特定领域应用，再拓展至其他领域。目前，氧化物和硫化物路径是主要研发方向，我国大力支持固态电池发展，企业装车计划积极推进。
固态电解质中，硫化物电导率高但成本高，预计2024-2030年分阶段商业化；氧化物稳定性好但界面问题突出，商业化进展快；聚合物发展早但常温导率低；复合固态电解质优势互补。正极材料趋向超高镍等，富锂锰基前景好；硅基负极理论比容量高，2027年预计需求113.5万吨、市场规模579亿元，CVD路线受青睐，多孔碳影响产品性能。此外，软包铝塑膜、隔膜、非极性粘结剂等相关材料领域也值得关注。
投资建议：
固态电解质方面，【硫化物固态电解质】推荐标的：云图控股；受益标的：有研新材、恩捷股份、天齐锂业、厦钨新能、容百科技、天赐材料、光华科技、丰元股份、粤桂股份、司尔特、国城矿业等。【氧化物固态电解质】受益标的：国瓷材料、三祥新材、容百科技、璞泰来、上海洗霸等。【聚合物固态电解质】推荐标的：巨化股份、昊华科技；受益标的：奥克股份、东岳集团、联创科技、永和股份、东阳光等。
碳基填料方面：推荐标的：【导电炭黑】黑猫股份；受益标的：【碳纳米管】天奈科技、道氏技术；【MOF】岳阳兴长；【COF】宝丽迪等。
正极方面，【正极材料】受益标的：红星发展、湘潭电化、道氏技术、丰元股份、芳源股份等。
负极方面，【硅基负极】推荐标的：硅宝科技；受益标的：道氏技术、新安股份、石大胜华、鹿山新材等；【多孔碳】圣泉集团、元力股份、道氏技术、金博股份等。
其他方面，【铝塑膜】受益标的：道明光学、佛塑科技、璞泰来、明冠新材等；【隔膜】推荐标的：长阳科技；【粘结剂】受益标的：回天新材等。
固态锂电池：发展高比能量、长续航电池的必行之路，固态锂电池方兴未艾
未来固态锂电池技术不断发展，有望凭借能量密度高、安全性能好等优势与液态锂电池互补发展。当前常用的液态锂离子电池虽有低成本、技术成熟等优势，广泛应用于多领域，但含高挥发性和可燃性有机溶剂基液态电解质，有易燃易爆风险，且能量密度难突破350Wh/kg。
全固态锂电池用固态电解质取代电解液和隔膜，优势明显：能量密度比液态电池大幅提升，比能量可达500Wh/kg以上；实现轻量化，隔膜与电解液在液态电池中占近40%体积、25%质量，被取代后电池厚度降低、体积利用率提高；安全性更好，固态电解质热失控起始温度远高于液态电池，机械强度好能抑制锂枝晶生长，工作温度范围为-30°C~100°C。
然而，固态电池也存在不足：充电速度慢，离子电导率低于液态电解质；循环性能差，界面刚性接触易致电化学性能衰减，当前全固态电池实验室样品循环次数仅数百次；发热量大，放电过程产生热量比部分液态电池多；生产成本较高，单位体积需更多锂且产业链不成熟致材料贵，2024年8月生产成本在1.9-6.2元/Wh；此外还有正极体积变化、锂枝晶等问题，解决关键在于优化固态电解液性能。
按液态电解质占比，电池分为液态、半固态、准固态和全固态四类，半固态电池未根本解决安全问题，虽减少液态电解质用量、升级部分材料，能量密度可达350Wh/kg以上，但仍有易燃风险；全固态电池取消液态电解质，多种固态电解质各有特点，能量密度可达500Wh/kg，是最终解决方案。
固态电池有望先在机器人、航天设备等成本敏感性低的领域应用，再拓展至对成本和能量密度要求高的领域，若成本和寿命优势明显，将在静态储能广泛应用。目前，氧化物和硫化物路径成为主要研发突破方向，全球固态电池产业分布于多个国家和地区，各国技术路线有所不同。
我国重视固态电池产业发展，陆续出台政策支持，或将投入约60亿元用于全固态电池研发，多家企业有望获支持。国内全固态电池装车加速推进，主流电池企业量产时间集中于2026-2030年，多家车企公布装车计划。
固态电解质：三种主流各有优劣，硫化物路线或因导电及界面接触性能佳而快速发展
目前广泛应用的固态电解质类型有氧化物、硫化物、聚合物及聚合物-无机复合固态电解质等。理想固态电解质需满足室温下锂离子电导率大于10-3S/cm、电子电导率小于10-5S/cm等要求。
硫化物固态电解质离子电导率高，区间为10-7-10-2s/cm，因其质地柔软、S2-半径大，锂离子运动快。LPSCl型是主流，但在空气中不稳定。大规模商业化面临挑战，硫化锂成本高，折合成全固态电芯材料成本约2.2元/Wh，单GWh硫化锂价值量超15亿元，占原材料成本超7成。降本路径有发展无机锂盐法和开发新型材料等。国内外企业积极布局，预计2024-2027年推出第一代产品，能量密度300-400Wh·kg−1，2030年左右第二代商业化，能量密度超450Wh·kg-1和1000Wh·L-1。
氧化物固态电解质离子电导率区间为10-6-10-3s/cm，化学、电化学稳定性和机械性能好，但界面问题严重、电导率低，常以半固态形式应用，保留约5%电解液。其晶态空气和热稳定性高，易大规模生产，高温固相反应法、共沉淀法应用前景广。
聚合物固态电解质离子导电率为10-6-10-3s/cm，发展最早，机械性能优、易合成加工，但常温电导率低，常配合锂盐或与无机电解质复合。比亚迪等企业布局，能量密度350-450Wh/kg。
当前我国固态电池产业化进程快，布局企业多，涵盖多领域，采用不同技术路线，规划产能超400GWh，项目投资额超2000亿元。
正极：固态电池正极材料或向超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等方向布局
固态电池正极材料布局趋向超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等。正极材料是提升电池能量密度的关键，当下锂电池多以其为锂源。与液态电池比，半固态电池正极升级，全固态电池未来或用此类材料。目前固态电池正极以高镍三元为主，富锂锰基因高能量密度、低成本等优势，被看好。它是特定层状化合物的固溶体，有高放电比容量（>250mAh/g）、宽电压窗口（2-4.8V）等优点。
硅基负极：或成新一代锂电负极材料，多孔碳性能决定硅基产品性能
硅基负极有望成新一代锂电负极材料。负极材料决定锂电池性能，不同材料通过特定反应储锂。当前固态电池负极材料有三类，商业化锂电多采用石墨负极，其能量密度近上限，硅基材料理论比容量更高。
硅基负极优势突出，理论比容量约为石墨负极10倍，还能降低快充不良效应。2023年中国硅基负极出货量占新型负极材料3.4%，预计2027年全球需求达113.5万吨，市场规模579亿元。但它体积膨胀大，限制大规模应用。
但近年来硅基负极性能瓶颈突破，随着“负极掺硅”电池落地，产业化或提速。传统锂电负极企业推进快，多数企业侧重硅碳负极路线。
其他：可关注铝塑膜、隔膜、粘结剂相关企业
软包铝塑膜有望用于固态电池封装。锂电池封装分方形、圆柱、软包三种，软包用铝塑膜，其在固态电池应用优势明显。但国产铝塑膜性能弱于进口，全球约90%市场被日韩企业垄断，原材料多依赖进口。国内企业积极布局，未来有望替代进口。半固态电池因含少量电解液仍需隔膜，对其有新功能要求。短期隔膜是核心材料，长期取决于技术路线。
投资建议：建议关注固态电池发展带来的相关材料的发展机会
相比液态电池，全固态电池取消液态电解质，选用氧化物、硫化物、聚合物等作固态电解质以薄膜形式分割正负极，替代隔膜作用。其中氧化物进展较快，硫化物潜力最大，聚合物性能上限低；负极升级到预锂化硅基、锂金属负极，正极升级到超高镍等，能量密度可达500Wh/kg。未来技术突破和产业化加快，将带动相关材料需求增长。
固态电解质方面，三种主流电解质各有特点。硫化物固态电解质潜力大，降本是关键，关注率先布局硫化锂或有硫铁矿产能的企业，推荐云图控股，受益的有有研新材、恩捷股份、天齐锂业、厦钨新能、容百科技、天赐材料、光华科技、丰元股份、粤桂股份、司尔特、国城矿业等；氧化物固态电解质商业化进展快，石榴石结构的LLZO有前景，原料ZrO2约占LLZO总原料重量25%，关注依托锆材料业务布局的企业，如国瓷材料、三祥新材、容百科技、璞泰来、上海洗霸等；聚合物固态电解质离子电导率低，前期多复合使用，关注PEO、PVDF生产企业布局，推荐巨化股份、昊华科技；受益标的：奥克股份、东岳集团、联创科技、永和股份、东阳光等；碳基填料中，MOF、COF可定制刚性多孔结构，提高界面兼容性和离子电导率，碳纳米管等可提高电池循环稳定性、降低过电位，推荐导电炭黑相关的黑猫股份，受益的有天奈科技、道氏技术、岳阳兴长、宝丽迪等。
正极材料以高镍三元体系为主，富锂锰基材料前景好，关注产品验证快或有上游锰基原料的企业，如红星发展、湘潭电化、道氏技术、丰元股份、芳源股份等。
负极方面，硅基负极比容量高、可减小电极厚度，但体积易膨胀，传统锂电负极企业推进快，多数采用硅碳负极路线，推荐硅宝科技，受益的有道氏技术、新安股份、石大胜华、鹿山新材等；多孔碳性能决定硅基产品性能，占硅碳成本35%，受益企业有圣泉集团、元力股份、道氏技术、金博股份等。
其他方面，软包铝塑膜有望用于固态电池封装，受益企业如道明光学、佛塑科技、璞泰来、明冠新材等；半固态电池仍需隔膜，未来是否被取代取决于技术路线，推荐长阳科技；非极性粘结剂可提升固态电解质性能，硫化物电解质浆料浇铸多用此类粘结剂，受益企业如回天新材。
结尾：
综合来看，在全球对高效储能需求攀升、新能源产业蓬勃发展的背景下，未来固态电池技术突破和产业化将加快，带动相关材料需求增长，为产业链带来机遇与挑战。
原文标题 : 行业报告 | 基础化工行业深度报告：固态锂电池方兴未艾，高性能材料有望迎新发展机遇
