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基础化工行业研究:固态电池:产业趋势逐渐清晰,电解质为核心材料

基础化工行业研究:固态电池:产业趋势逐渐清晰,电解质为核心材料

研报

基础化工行业研究:固态电池:产业趋势逐渐清晰,电解质为核心材料

  投资逻辑   固态电池在安全性、能量密度和集成性方面均优于液态电池,车厂和电池厂快速布局将为材料端的需求放量带来支撑。   固态电池采用固体电解质代替液态电解液后性能优势显著:①安全性,液态电解液的热分解温度通常低于160℃,而固态电解质如氧化物的热分解温度可超过500℃,大大降低了电池热失控的风险。②高比能,固态电池的电化学窗口高于5V,远高于液态电池的4.4V以下,这使得它能够适配高比能的正负极材料,提升能量密度。③易成组,固态电池无需使用隔膜,内部为串联结构,简化了系统集成,降低了成本。   政策端和产业端共同推进,预计2027年将是固态电池产业从市场发展初期迈向快速上升期的转折点。政策端已形成“中央政策定调+地方试点推进”的立体化支持体系,工信部提出支持锂电池、钠电池向固态化发展,2027年前打造3-5家全球龙头企业。下游布局来看,多家车企规划在2025年至2030年期间推出搭载全固态电池的动力汽车,多家电池企业也在2025年规划了2GW以上的固态电池产能。根据GGII和中商产业研究院数据显示,2024年中国固态电池出货量约7GWh,考虑到技术优化普及需要的时间,根据预测2027年中国固态电池出货量将达到18GWh,2028年达到30GWh。   固态电解质为全固态锂电池技术的核心,从下游选择来看目前硫化物和氧化物为主流技术路线。   硫化物在室温下具有较高的离子电导率和良好的力学性能,核心原料硫化锂需求有望快速增长。在不同类型的硫化物电解质体系中,硫化锂始终作为必备核心原料组分参与材料体系构建。按照我国政府对硫化物全固态电池的产业规划,2027年硫化物全固态电池将装车3000辆,实现小规模量产。据此估算,基准场景下电解质需求量约300-500吨量级,对应产生100-200吨级硫化锂原材料需求基数,叠加应用发展带动的市场需求,硫化物全固态电池关键材料市场容量预计呈现数量级跃升。从技术路线上看,碳热还原、水合肼还原和复分解工艺路线的综合优势较为明显,产业化实践已进入工程验证阶段,目前硫化锂产线布局较快的企业有赣锋锂业、光华科技、恩捷股份等。   氧化物离子电导率适中且稳定性强,产业化进展持续推进。按照结构来划分,氧化物系固态电解质可分为NASICON结构、石榴石结构、钙钛矿结构、非晶态结构等。从企业布局和技术路线的选择情况来看,上海洗霸、赣锋锂业、当升科技和容百科技等企业同时押注了氧化物和硫化物等多条路线;重点布局氧化物电解质材料的主要是三祥新材、国瓷材料、贝特瑞和璞泰来等。   投资建议   随着固态电池产业化节奏逐渐加快,上游相关的核心材料也将从中受益。对比固态电池相对于液态电池的结构,核心变化在于采用固态电解质替代电解液和隔膜,固态电解质作为全固态锂电池技术的核心,直接影响电池的功率密度、能量密度、循环寿命等关键性能指标。从固态电解质的产业化应用情况来看,目前相对成熟的是硫化物和氧化物路线,其中硫化物电解质的离子电导率最优且下游企业产能布局占比最高,未来发展潜力最大,考虑到硫化锂为硫化物路线中的核心原料,建议关注率先布局硫化锂且具备一定技术优势的企业;氧化物电解质的离子电导率适中但稳定性较好,因而产业化进展速度也在加快,建议关注布局了多种氧化物电解质且具备一定产业链成本优势的企业。   风险提示   固态电池产业化进展不及预期、材料应用不及预期、技术迭代导致材料被替代、竞争格局恶化、原料价格大幅波动等
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  • 化学制品
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    国金证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2025-08-19

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    18页

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  投资逻辑

  固态电池在安全性、能量密度和集成性方面均优于液态电池,车厂和电池厂快速布局将为材料端的需求放量带来支撑。

  固态电池采用固体电解质代替液态电解液后性能优势显著:①安全性,液态电解液的热分解温度通常低于160℃,而固态电解质如氧化物的热分解温度可超过500℃,大大降低了电池热失控的风险。②高比能,固态电池的电化学窗口高于5V,远高于液态电池的4.4V以下,这使得它能够适配高比能的正负极材料,提升能量密度。③易成组,固态电池无需使用隔膜,内部为串联结构,简化了系统集成,降低了成本。

  政策端和产业端共同推进,预计2027年将是固态电池产业从市场发展初期迈向快速上升期的转折点。政策端已形成“中央政策定调+地方试点推进”的立体化支持体系,工信部提出支持锂电池、钠电池向固态化发展,2027年前打造3-5家全球龙头企业。下游布局来看,多家车企规划在2025年至2030年期间推出搭载全固态电池的动力汽车,多家电池企业也在2025年规划了2GW以上的固态电池产能。根据GGII和中商产业研究院数据显示,2024年中国固态电池出货量约7GWh,考虑到技术优化普及需要的时间,根据预测2027年中国固态电池出货量将达到18GWh,2028年达到30GWh。

  固态电解质为全固态锂电池技术的核心,从下游选择来看目前硫化物和氧化物为主流技术路线。

  硫化物在室温下具有较高的离子电导率和良好的力学性能,核心原料硫化锂需求有望快速增长。在不同类型的硫化物电解质体系中,硫化锂始终作为必备核心原料组分参与材料体系构建。按照我国政府对硫化物全固态电池的产业规划,2027年硫化物全固态电池将装车3000辆,实现小规模量产。据此估算,基准场景下电解质需求量约300-500吨量级,对应产生100-200吨级硫化锂原材料需求基数,叠加应用发展带动的市场需求,硫化物全固态电池关键材料市场容量预计呈现数量级跃升。从技术路线上看,碳热还原、水合肼还原和复分解工艺路线的综合优势较为明显,产业化实践已进入工程验证阶段,目前硫化锂产线布局较快的企业有赣锋锂业、光华科技、恩捷股份等。

  氧化物离子电导率适中且稳定性强,产业化进展持续推进。按照结构来划分,氧化物系固态电解质可分为NASICON结构、石榴石结构、钙钛矿结构、非晶态结构等。从企业布局和技术路线的选择情况来看,上海洗霸、赣锋锂业、当升科技和容百科技等企业同时押注了氧化物和硫化物等多条路线;重点布局氧化物电解质材料的主要是三祥新材、国瓷材料、贝特瑞和璞泰来等。

  投资建议

  随着固态电池产业化节奏逐渐加快,上游相关的核心材料也将从中受益。对比固态电池相对于液态电池的结构,核心变化在于采用固态电解质替代电解液和隔膜,固态电解质作为全固态锂电池技术的核心,直接影响电池的功率密度、能量密度、循环寿命等关键性能指标。从固态电解质的产业化应用情况来看,目前相对成熟的是硫化物和氧化物路线,其中硫化物电解质的离子电导率最优且下游企业产能布局占比最高,未来发展潜力最大,考虑到硫化锂为硫化物路线中的核心原料,建议关注率先布局硫化锂且具备一定技术优势的企业;氧化物电解质的离子电导率适中但稳定性较好,因而产业化进展速度也在加快,建议关注布局了多种氧化物电解质且具备一定产业链成本优势的企业。

  风险提示

  固态电池产业化进展不及预期、材料应用不及预期、技术迭代导致材料被替代、竞争格局恶化、原料价格大幅波动等

中心思想

固态电池:安全、高能与集成的下一代电化学体系

本报告的核心投资逻辑基于固态电池在安全性、能量密度与集成性三方面对传统液态电池的显著代际优势。固态电解质的高热稳定性(氧化物>500℃ vs 液态<160℃)与宽电化学窗口(>5V vs 4.4V)为材料体系升级提供了底层支撑,从而驱动产业链上游核心原料的需求放量。

产业转折点临近,硫化物与氧化物路线并进

政策端(中央定调+地方试点)与产业端(车企2025-2030年规划量产、电池厂2025年规划超2GW产能)的协同推进,预计2027年成为固态电池产业从初期迈向快速上升期的关键转折点。技术路线上,硫化物以最优离子电导率和下游企业最高产能布局占比展现出最大发展潜力,而氧化物以稳定性和快速产业化进展并行,两者构成主流技术选择。

主要内容

一、固态电池:性能优势驱动布局加速

结构革新与性能飞跃

固态电池采用固体电解质替代液态电解液与隔膜,简化了电池构型(无需隔膜与粘结剂)。其核心优势包括:1) 高安全性:氧化物电解质热分解温度超500℃,显著降低热失控风险;2) 高比能:电化学窗口>5V,适配高比能正负极,与锂负极搭配能量密度有望达500Wh/kg;3) 易成组:内部串联结构简化系统集成并降低成本。

政策产业双轮驱动,出货量预计快速攀升

2024年中国固态电池出货量约7GWh,根据GGII与中商产业研究院预测,2027年出货量将达18GWh,2028年增至30GWh,2024-2028年复合增速达44%。多家车企(丰田、宝马、广汽等)规划在2025-2030年推出全固态电池车型,电池企业(宁德时代、比亚迪、卫蓝等)同步加速产能规划(2025年头部企业规划产能超8GW)。

二、固态电解质:全固态锂电池技术核心,硫化物路线潜力较大

技术路线对比与主流选择

固态电解质是全固态锂电池的核心,直接影响功率密度、循环寿命等关键指标。根据EV Tank数据,全球固态电池企业技术路线选择中,硫化物占比38%,氧化物占比32%,聚合物占比22%,硫化物与氧化物构成绝对主流。硫化物以高离子电导率(10⁻⁴-10⁻² S/cm)与优异力学性能见长,氧化物则以热稳定性与电化学窗口优势并行。

2.1 硫化物:硫化锂为核心原料,需求有望数量级跃升

硫化物电解质体系中,硫化锂(Li₂S)为必备核心原料,在Li₆PS₅Cl体系中质量占比43%,原料成本构成比高达82%。根据我国产业规划,2027年硫化物全固态电池将装车3000辆,基准场景下电解质需求约300-500吨,对应100-200吨级硫化锂原料需求。技术路线方面,碳热还原、水合肼还原与复分解工艺综合优势明显,赣锋锂业(已规模化量产,纯度99.9%)、光华科技(300吨/年产能)等企业布局领先。

2.2 氧化物:稳定性强,产业化持续推进

氧化物电解质离子电导率适中但稳定性优异,按照NASICON、石榴石、钙钛矿等结构分类。上海洗霸、赣锋锂业同时押注多条路线,重点布局氧化物企业包括三祥新材、国瓷材料、贝特瑞(LATP已吨级出货)、璞泰来(已建成年产200吨中试产线)。

2.3 聚合物:加工性优但电化学性能偏弱

聚合物电解质(PEO、PVDF等)具有良好的柔韧性与可加工性,但室温离子电导率低、热稳定性较差,导致其在功率密度与工作温度范围方面受限,当前应用规模相对有限。

三、投资建议

核心逻辑:固态电池产业化加速将带动上游材料需求,固态电解质替代电解液与隔膜为关键结构变化。硫化物路线建议关注率先布局硫化锂且具备技术优势的企业(如赣锋锂业、光华科技);氧化物路线建议关注布局多种电解质且具备成本优势的企业(如璞泰来、贝特瑞)。上市公司梳理中,硫化物方向涉及光华科技、恩捷股份等;氧化物方向涉及三祥新材、国瓷材料、贝特瑞、璞泰来;多种路线布局涉及赣锋锂业、上海洗霸、容百科技、当升科技。

四、风险提示

  1. 固态电池产业化进展不及预期;2) 材料应用规模化困难或成本过高;3) 技术迭代导致材料被替代;4) 竞争格局恶化;5) 原料价格大幅波动。

总结

本报告通过系统分析固态电池的技术优势(安全性、高比能、易成组)、产业进展(政策支持、企业布局、出货量预测)与核心材料(固态电解质,特别是硫化物与氧化物路线),明确了以2027年为产业转折点、固态电解质为技术核心的投资框架。核心结论:硫化物路线(以硫化锂为关键原料)具有最大发展潜力,氧化物路线产业化进展同步加速,建议关注率先布局并具备技术/成本优势的企业,同时需警惕产业化进度与竞争变化风险。

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