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從锂電池發展趨勢來看，固态電池被認為是最具潛力的下一代锂電池技術。
相較傳統液态電池，固态電池在能量密度和安全性方面的優勢明顯，并具有更高的機械強度與穩定性。
2023半固态電池率先在國内落地并實作小批量裝車，能量密度最高可達500Wh/kg，全固态電池最早有望2025年開始量産。目前固态電池産業化程序全面提速，未來幾年有望持續保持高景氣度。
锂電池技術發展趨勢：
資料來源：來源：許曉雄等《全固态锂電池技術的研究現狀與展望》
01
固态電池行業概覽
固态電池是使用固态電解質取代傳統锂離子電池中的電解液的新型電池。
根據電解質的不同，锂電池技術體系可分為：液态電解質電池、混合固液電解質電池（半固态電池）、固态電解質電池。
锂電池發展路線：
資料來源：徐小明.第十四屆中國汽車藍皮書論壇主題報告.2022
液态電池多采用有機液态電解質，多具有易燃易揮發特性，過度充電、内部短路極易發生熱失控，并引起自燃甚至爆炸，是液态電池安全隐患的主要根源。
固态電解質本身不可燃、且熱分解溫度高，固态特性完全避免了電解液腐蝕、揮發、漏液等問題，安全性能大幅提高。
液态、半固态、全固态電池結構對比：
資料來源：《Approaching Practically Accessible Solid-State Batteries》
目前在全球範圍内，全固态電池主要處于研發和試制階段。
制約全固态電池産業化的主要局限在于：材料技術、制備技術還不夠成熟，生産成本過高。
行業普遍認為全固态電池大規模産業化節點在2030年左右。
在全固态電池正式進入商業化階段之前，半固态電池是理想想的過渡技術解決方案。
半固态電池材料體系較液态電池變化較小，工藝裝置與液态電池的重合度較高，可繼承現有的成熟産業鍊，有望率先實作産業化落地。
目前國内較多企業選擇半固态電池作為過渡階段産品。
2022年以來，國内企業以半固态方案作為過渡的中間路線，率先實作裝車應用進入産業化階段。
國内主要企業半固态電池布局：
資料來源：GGII，公司官網，東方證券
02
固态電池産業鍊梳理
固态電池産業鍊包括上遊金屬材料和礦資源供應，中遊為電池材料包括正極、負極、固态電解質等關鍵材料，下遊為固态電池制造環節以及動力、消費、儲能等各領域應用場景。
固态電池産業鍊：
資料來源：各公司官方資料、東吳證券、行行查
固态電池産業鍊與傳統锂電池大緻相似，最大差別在于産業鍊中遊原材料的疊代更新。
産業鍊關鍵變化環節為固态電解質＞新型負極＞新型正極。
主流廠商按照半固态到全固态的發展路徑布局，核心變化在于引入固态電解質，采用固态電解質取代傳統液态锂電池易燃、易爆的有機電解液和隔膜。
負極材料将從石墨，向新型矽基負極、含锂負極，再向金屬锂負極更新。
正極從高鎳三元，向高電壓高鎳三元、超高鎳三元，再向尖晶石鎳錳酸锂、層狀富锂基等新型正極材料疊代。
隔膜從傳統隔膜，向氧化物塗覆隔膜，再向取消隔膜更新。
固态電池材料正負極材料變化：
資料來源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》，浙商證券
固态電解質
與液态锂離子電池相比，固态電池在材料端的核心變量為固态電解質。
作為固态電池的關鍵組分，固态電解質核心功能是為锂離子在正負極之間的傳輸提供通道，用于提升電池安全性能。
半固态電池由于仍存在部分液态電解液，故而保留了電解液和隔膜等結構。
全固态電池離子傳導媒體和通道由傳統的電解液與隔膜變為固态電解質，電池結構實作進一步簡化。
固态電池與液态電池的組成差別：
資料來源：锂電前沿
固态電解質主要技術路線聚合物氧化物電解質、硫化物電解質、聚合物電解質三大類。
氧化物電導率适中而穩定性好，目前研發驗證進展較快；
硫化物電導率最高，遠期發展潛力大，但穩定性差、成本高昂；
聚合物性能上限較低，電導率受限，但應用難度小，是半固态方案短期之選；
全固态電解質技術路線尚不明确，研發難度較大周期較長。
國内主流路線以氧化物為主，進展較為領先的企業主要有天目先導、藍固新能源、清陶能源、贛鋒锂業等；天目先導和藍固新能源為國内固态電解質産能主要來源，二者與衛藍新能源同樣具有中科院實體所的技術背景；上海洗霸和金龍羽分别憑借與中科院上海矽酸鹽所和重慶大學的深度技術合作，或有望将相關産品推向量産，其餘公司的固态電解質産品基本尚處于實驗室研發階段。
海外廠商三井金屬、出光興産、AGC等企業也在加速布局固态電解質領域，但目前量産規劃多集中于2025年後。
國内部分固态電解質産能布局情況：
資料來源：新産業、賽瑞研究、東莞證券、行行查
此外，固态電解質有望帶來上遊資源端锆、鍺、镧等小金屬的需求增量。
固态電解質需要使用部分稀有金屬原材料，氧化物電解質含锆、镧金屬，硫化物電解質含鍺金屬。
國内锆儲量低、産量較少，多依賴于進口，國内锆生産企業主要包括東方锆業、三祥新材、凱盛科技等。
氧化物電解質LLZO/LLTO還涉及镧的使用，镧為稀土金屬，國内貢獻全球大部分稀土産量，相關企業包括中國稀土、北方稀土、盛和資源、廣晟有色等。
氧化物固态電解質LLTO/LATP的原材料包括二氧化钛、焦磷酸钛等。國内主要钛白粉生産企業包括龍佰集團、中核钛白、釩钛股份等。
氧化物固态電解質LAGP、硫化物固态電解質LGPS等原材料包括二氧化鍺、硫化鍺等，國内主供廠商包括馳宏鋅鍺和雲南鍺業。
正極材料
固态電池正極材料相容性強。理論上，固态電池正極仍可沿用現在的磷酸鐵锂、三元材料等體系，但現有材料電池能量密度進一步提高難度較大。是以，需要選擇更高容量的正極材料來提升固态電池能量密度。
目前，固态電池正極開發主要集中在高鎳三元正極、鎳錳酸锂、富锂錳基等路線。
其中高鎳三元正極憑借能量密度高、倍率性能好、商業化程度高等優勢，成為目前主流正極材料體系。
富锂錳基、鎳錳酸锂等高能量密度優勢突出，有望成為未來的主要方向。
資料來源：贛鋒锂業官網
正極材料産業格局方面來看，多數三元正極企業延伸布局，均擁有高鎳三元産品布局。
其中容百科技、當升科技等均已經實作對固态電池企業的出貨。
容百科技是衛藍新能源正極材料供應商，其配套半固态電池裝車ET7的産品為Ni90高鎳三元。
當升科技先後獲衛藍新能源和清陶能源2.5萬噸、3萬噸固态锂電正極材料訂單，據公司披露為超高鎳三元材料。
廈鎢新能、振華新材、長遠锂科、貝特瑞等正極企業有固态電池材料布局。此外，甯夏漢堯、杉杉股份、華友钴業等企業也在布局富锂錳基等新型正極材料。
全球固态/半固态電池正極材料市場空間（億元）及需求（萬噸）：
資料來源：衛藍新能源官網、清陶能源官網
負極材料
固态電池的負極材料主要包括石墨、矽負極、合金負極、金屬锂等。
固态電池對高能量密度的要求，将促使負極材料從傳統石墨負極向高能量密度的新型負極材料疊代發展。
矽基負極是中短期主要方案，金屬锂是長期路線。
矽基負極方面，貝特瑞、杉杉股份、翔豐華、璞泰來等具有明确産能規劃，部分企業已與固态電池企業達成合作協定；此外，中科電氣、天目先導、石大勝華、新安股份、矽寶科技等均在矽基負極領域有布局。
金屬锂負極方面，金屬锂及锂鹽公司如贛鋒锂業、天齊锂業等依托自身資源優勢，引領産業發展。
在隔膜廠商方面，恩捷股份與北京衛藍、天目先導成立了專注半固态電池隔膜研發、生産的企業江蘇三合，已經實作了對衛藍新能源的量産供貨。
鋁塑膜
固态電池多采用軟包路線，有望提升鋁塑膜需求。
軟包電池憑借疊片工藝、能量密度高以及凝膠态封裝技術等優勢，有望在固态電池領域發展應用，鋁塑膜是軟包電池的主要封裝材料。
鋁塑膜是現階段軟包電池唯一還未實作批量國産化的關鍵材料。目前國内具備鋁塑膜批量供貨能力的主要有新綸新材、紫江新材、道明光學和明冠新材，此外海順新材、英聯股份等所有所布局。
03
固态電池市場格局
目前國内外衆多企業涉足固态電池領域，包括車企、研發機構、初創企業在内的電池企業及中遊材料企業均投入新技術研釋出局。
從全球固态電池産業布局來看，中國參與的企業最多；其次是日本，技術實力最強；美國以一些初創企業為主；歐洲主要是車企和美國的初創企業合作；南韓企業不多，但也具備較強的實力。
日本車企主導，研釋出局最早，技術和專利全球領先。豐田是全球固态電池領域的先行者之一，專利布局領先。從技術路線來看，日本企業普遍押注電導率最高的硫化物電解質。
南韓廠商自主研發與外部合作并行，在固态電池領域的布局集中在LG、SKOn和三星SDI三大電池企業。
美國初創企業全路線布局，多獲車企注資。
國内依托院校科研成果的企業走在前列，傳統電池廠以技術儲備為主。
國内領跑固态電池産業化的企業以具院校研發背景的新興企業為主，典型代表有清華大學南策文院士團隊創辦的清陶能源、依托中科院實體所成立的衛藍新能源等。
傳統電池廠在固态電池方面多有技術儲備與專利布局，但在産業化推進上相對保守。
技術路線方面來看，國内企業多數選擇氧化物技術路線，目前研發的氧化物固态電池主要為固液混合方向。
衛藍新能源、清陶能源、贛鋒锂電、輝能科技等國内多家固态電池公司都是選擇以氧化物材料為基礎的固液混合技術路線。
國内初創公司以衛藍新能源、清陶能源，恩能動力為代表，傳統锂電巨頭以甯德時代、輝能科技、贛鋒锂業、孚能科技、億緯锂能、蜂巢能源、國軒高科、中創新航為代表均加快固态電池研發進度。
國内部分代表企業固态電池布局：
固态電池的産業前景吸引衆多資本加入，同時也加速了量産項目落地。
據GGII不完全統計，2023年，國内共有15個固态電池項目擴産（包括公告、簽約、開工等），公布投資總額超千億元，其中百億項目有8個，占比超一半。
2023年中國固态電池百億擴産項目：
資料來源：高工锂電，華泰研究
國内各大整車廠也加速擁抱固态電池，與新興企業積極合作，推進裝車驗證與産線建設。
2022年以來，固态電池的研發和産業化取得了明顯的進展，尤其是國内企業在半固态電池領域的技術進步和成本降低均大幅超預期。
2022-2023年，衛藍新能源、贛鋒锂業、清陶能源等企業相繼量産半固态電池，并實作了動力電池裝車。
2023年，蔚來ES6、ET7、東風E70、岚圖追風、賽力斯SERES5等車型已搭載半固态電池。
目前，蔚來、上汽等均提出2024年量産半固态電池車型，廣汽、長安等均提出2025-2026年量産半固态電池車型。
2024年3月25日上汽智己汽車透露行業首個準900V超快充固态電池即将于智己L6量産上車。作為上汽集團高端智能化電動品牌，智己 L6 此次固态電池供應商為清陶能源。目前，上汽 與清陶能源共同研發的第一代固态電池也已開始排産。上汽集團計劃2025年實作全固态量産落地裝車。
部分車企半固态/固态電池車型量産進展：
資料來源：國信證券
海外企業多直接布局全固态電池産品，包括豐田、本田、大衆、寶馬、福特在内的國際車企均計劃在2025～2030年間推出搭載全固态電池的電動車型量産上市。
據中國汽車動力電池産業創新聯盟，2023年固液混合電池（半固态電池）實作裝車量約798MWh。2024年開始，有望看到固态電池在車端應用的更多進展，如清陶能源和上汽合作的第二代半固态電池将于24年量産上車；2027年推出全固态電池，實作10萬輛級量産裝車。
大陸近幾年不斷推出政策鼓勵固态電池行業發展與創新，助力産業化發展。《2030年前碳達峰行動方案》《關于推動能源電子産業發展的指導意見》《關于完整準确全面貫徹發展理念做好碳達峰中和工作的意見》等産業政策為固态電池行業的發展提供了明确、廣闊的前景。
固态電池高速發展，但值得注意的是，固态電池技術難點猶存，包括固固界面接觸較差造成的循環壽命差、倍率性能較差，産業化初期成本高，産業瓶頸還有待攻克。
固态電池界面問題：
資料來源：Zahra Moradi等
随着未來技術的不斷突破疊加規模化後降本，以及電池企業的産能規劃落地和更多車企車型的裝車應用，長遠來看，固态電池的産業化程序有望提速并迎來廣闊發展空間。
來自：樂晴智庫精選
長三角G60雷射聯盟陳長軍轉載！
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