来源：中国证券报公富网配资
在探索下一代电池技术的浪潮中，固态电池以其革命性的潜力脱颖而出，成为焦点。根据电解质分类，电池可分为液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）和全固态（0wt%）四大类，其中半固态、准固态和全固态统称为固态电池。固态锂离子电池的工作原理与液态锂离子电池相似，本质区别是将液态电池的电解液与隔膜替换成固态电解质。也即液态锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成，固态锂离子电池由正极、负极和固态电解质组成。以固体电解质替代液体电解液的固态电池，在解决传统锂离子电池能量密度偏低的问题同时，有望解决电池的安全性问题，是未来的技术发展方向。
固态电池的核心优势是高安全性和高能量密度。1、高安全性：液态电解质中含有易燃的有机溶剂，发生内部短路时温度骤升，容易引起燃烧，甚至爆炸。与此形成对比的是，很多无机固态电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题，有望克服锂枝晶现象，热失控温度较高，具有很高的安全特性。2、高能量密度：固态电池的能量密度优势源于其能够兼容更高比容量的电极材料。固态电解质的宽电化学窗口允许使用更高电压的正极材料，同时可以采用锂金属作为负极，其理论比容量远高于传统石墨负极，能量密度有望达300-500Wh/kg。当前市场中应用的液态锂离子电池电芯能量密度最高为260Wh/kg。
固态电池的应用场景广阔，有望进入快速成长通道。主要应用场景包括消费电子、新能源汽车、低空经济、机器人等，短期增长有望由消费电子产品贡献，长期空间取决于新能源汽车量产进展。目前，国内外已有多家车企公布全固态电池产业化进展，2027-2030年有望成为固态电池装车的关键节点。据EVTank，2024年全球固态电池出货量达到5.3GWh，同比大幅增长4.3倍，全部为半固态电池，主要为中国企业生产。该机构预计公富网配资，全固态电池将在2027年实现小规模量产，到2030年将实现较大规模的出货。预计到2030年全球固态电池出货量将达到614.1GWh，其中全固态的比例将接近30%。
固态电池的材料和设备等产业链变化积极。材料端变化集中在电解质和负极，设备端创新引入干法电极工艺。材料端，固态电解质为核心增量，目前全固态锂电池技术尚未定型，聚合物、氧化物、硫化物和卤化物等多种开发路线并存。由于硫化物电解质的离子电导率最高，目前电池厂商的全固态电池倾向于采用硫化物电解质。硫化物电解质的主要原材料是硫化锂，当前的核心难点在于如何采用安全和低成本的方式实现硫化锂的大批量生产。材料端的负极环节预计将从当下的石墨负极过渡到硅碳负极，最后到金属锂负极。
设备端，固态电解质核心工艺在于成膜，尤其是创新引入干法电极工艺。液态电池工艺流程可分为前段工序（极片制作）、中段工序（电芯制作）以及后段工序（化成分容及电池组装），而固态电池工艺流程的核心变化是前段的成膜工艺从湿法向干法转型，中段的工艺增加等静压，以解决固固界面接触问题。其中，固态电解质的成膜工艺是全固态电池制造的核心，不同的工艺会影响固体电解质膜的厚度和离子电导率：过厚会降低全固态电池的质量能量密度和体积能量密度，提高电池的内阻，过薄则机械性能会变差，有可能引起短路。固态电解质的主流成膜工艺包括湿法工艺和干法工艺。湿法成膜工艺成熟、操作简单，易实现量产，在应用时需注意粘结剂和溶剂的选择；干法成膜工艺不采用溶剂，与湿法工艺相比，成本低，离子电导率高，但形成的固体电解质膜厚度较高会降低能量密度。干法电极工艺摒弃溶剂，带来了显著的成本降低，有望提升极片压实度和能量密度，并天然适配固态电解质，符合电池技术迭代的趋势。
在产业和技术共振下，固态电池产业化持续加速，建议可以关注产业链中的变化/增量环节，包括硫化物电解质及硫化锂、锂金属负极、设备端等环节。同时，也提醒投资者注意固态电池产业化在技术和成本层面仍面临一定制约，技术层面主要是离子输运机制尚未清晰，存在固固界面接触问题，成本层面主要是原材料成本高，设备改动增加成本。
但需要提醒的是，固态电池可能面临新技术进展不及预期、新能源汽车销量不及预期、中游价格下跌超预期等风险情况。
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