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1、 敬請閱讀末頁之重要聲明 固態電池產業化加速固態電池產業化加速，相關材料有望受益相關材料有望受益 行業評級：行業評級：增持（維持）增持（維持）近十二個月行業表現近十二個月行業表現%1 個月 3 個月 12 個月 相對收益-6 2-1 絕對收益-7 1 11 注：相對收益與滬深 300 相比 分析師：分析師：王攀 證書編號：證書編號：S0500520120001 TelTel：(8621)50293524 EmailEmail： 地址：地址：上海市浦東新區銀城路88號中國人壽金融中心10樓 核心要點：核心要點：固態電池兼具高能量密度和高安全性優勢固態電池兼具高能量密度和高安全性優勢 固態電池用固

2、體電解質取代液體電解質，包括半固態電池和全固態電池。固態電池可實現更高的能量密度和更寬的工作區間，解決液態鋰離子電池的安全性痛點。當前半固態電池已步入產業化期，處于進一步商業化關鍵節點。全固態電池尚處于研發階段，有望逐步實現量產。固態電池核心環節之一是材料技術，正極材料有望向高鎳等固態電池核心環節之一是材料技術，正極材料有望向高鎳等新型材料發新型材料發展，固態電解質作為核心環節，目前多技術路線并存且各具優劣，滿足展，固態電解質作為核心環節，目前多技術路線并存且各具優劣，滿足固態電池需求的性能全面均衡的固態電解質仍待開發固態電池需求的性能全面均衡的固態電解質仍待開發 固態電池的產業鏈涵蓋了上游礦

3、產資源、中游設備、材料及制造以及下游應用等各個環節。其中固態電解質、電極材料和封裝技術等是產業鏈中的關鍵環節。固態電池關鍵材料有多種可選技術路徑，正極材料目前以過渡金屬基氧化物（NMC、NCA）和磷酸鐵鋰（LFP）為主，隨著性能技術的逐步提升，未來發展方向是向高鎳、富鋰錳基、磷酸錳鐵鋰等新型材料過渡。固態電解質是固態電池的核心，氧化物、硫化物、聚合物以及鹵化物固態電解質等多種技術并存，各技術路線均有優缺點，目前兼具高離子導電、高穩定性及易加工性能的技術尚未明確，其中兼具聚合物電解質和無機物電解質優勢及綜合性能的復合固態電解質可能是未來具有潛力滿足實際應用需求的固態電解質材料。全球出臺政策促進固

4、態電池產業化進程，各國固態電池技術路徑不同，全球出臺政策促進固態電池產業化進程，各國固態電池技術路徑不同，全球產業鏈企業積極推動固態電池量產，半固態電池有望率先實現商業全球產業鏈企業積極推動固態電池量產，半固態電池有望率先實現商業化，未來五年將是全固態電池量產的關鍵節點化，未來五年將是全固態電池量產的關鍵節點 固態電池已成為各個國家重點突破的方向，近年來全球主要國家都出臺相關政策支撐固態電池開發，以加速固態電池技術產業化步伐。目前固態電池的研發主要集中在中日韓美歐五國，各國發展固態電池產業的技術路線選擇不同，國外大多企業選擇的是全固態路線，我國動力電池廠家首先以半固態電池作為產品化技術路線，逐

5、步過渡到全固態電池。全球各大電池和汽車企業相繼發布了固態電池產品量產時間，半固態電池已先于全固態電池裝車量產，有望率先實現商業化。而全固態電池有望在 2027年前后開始進行示范性裝車應用，2030 年后開始進入商業化應用階段。固態電固態電池應用池應用伴隨著技術提升和成本降低將從特殊場景拓展至一般場伴隨著技術提升和成本降低將從特殊場景拓展至一般場景，景，2023 年整體滲透率有望達到年整體滲透率有望達到 10%固態電池不僅能滿足現有的新能有汽車、儲能及消費電子對于電池性能提升的需求，而且符合新興行業如無人機、eVTOL、穿戴設備場景對電池的需求。由于短期內材料成本依然較高，固態電池預計由有特殊性

6、或對高性能要求的應用場景逐步擴展到注重性價比但技術溢價包容度高的市場，最后拓展到成本敏感的工業和儲能領域。近年來新能源汽車市場推動全球固態電池出貨量持續增長，2023 年全球固態電池出貨量約為 1GWh，主要以半固態電池為主。根據 EV Tank 數據，預計到 2030 年全球固態電池的出貨量將達到 614.1 吉瓦時，整體滲透率達到 10%。根據中商產業研證券研究報告證券研究報告 2025 年年 03 月月 30 日日 湘財證券研究所湘財證券研究所 行業研究行業研究 鋰電材料鋰電材料行業深度行業深度 2 敬請閱讀末頁之重要聲明 究院估計，2023-2030 年中國固態電池市場將從 10 億元

7、增至 200 億元。投資建議投資建議 固態電池滿足下游領域對電池性能不斷提升的需求，其在多個新興產業領域具備應用拓展空間。隨著未來幾年量產節點的到來，其市場增長空間較為廣闊，有望重塑鋰電池關鍵材料體系，在關鍵材料有布局或與具備核心技術優勢、率先占據產業化優勢企業有戰略合作的相關公司有望受益，此外關鍵電池材料體系的變更亦有望為上游相關資源需求帶來增量。建議關注在新型正極材料有研發布局先發優勢、具備固態電解質核心技術、與具備固態電池量產擴張規劃企業有戰略合作以及上游具有鋯、鑭及鈦資源優勢的相關企業。維持對鋰電材料行業“增持”評級。風險提示風險提示 產業化進程不及預期風險，政策變動風險，行業技術突破

8、不及預期風險，固態電池下游需求拓展不及預期風險。zXgWpPpQyQvMsPoQaQbPbRtRqQtRnQlOqQtPfQrRpObRpPxOMYmPpNxNpOnN 1 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 正文目錄 1 固態電池電解質以固代液，性能及安全優勢明顯.3 1.1 固態電池以固體電解質取代液體電解質.3 1.2 固態電池兼具高能量密度、高安全性等多種優勢.4 1.3 固態電池發展歷程.7 2 固態電池產業技術發展及產業化進程.8 2.1 固態電池產業鏈.8 2.2 固態電池的材料選擇.9 2.3 固態電池材料技術發展趨勢.10 2.4 全球主要國家均出臺固態電池支撐政策.19 2.

9、5 國內外固態電池技術產業化進展.23 3 固態電池應用場景拓展及市場空間.26 3.1 固態電池有望滿足多種新興產業應用場景.26 3.2 固態電池落地場景拓展路線.26 3.3 固態電池市場空間廣闊.28 4 投資建議.29 5 風險提示.29 圖表目錄 圖 1 根據電池中的液體和固態電解質百分比分類的主流鋰離子電池.3 圖 2 固態電池與傳統液體鋰電池結構對比.4 圖 3 每月電動車火警事故數目.5 圖 4 不同類型 LIB 造成的事故比例.5 圖 5 從液態鋰電池（a）到固態電池（b）時電池本質安全的變化.7 圖 6 半固態電池發展歷程.8 圖 7 固態電池產業鏈結構.9 圖 8 固態

10、電池材料各組件材料有多種選擇.9 圖 9 鋰電池正極材料發展歷程.12 圖 10 單晶高鎳三元層狀正極材料優勢.13 圖 11 不同類型電解質結構和性能對比.14 圖 12 聚合物電解質材料發展歷程.14 圖 13 近年來硫化物固體電解質發展的重要進展.16 圖 14 鹵化物固態電解質發展歷程.17 圖 15 鹵化物固態電解質分類.18 圖 16 幾種代表性鹵化物固態電解質的離子電導率.18 圖 17 不同應用場景對固態電池性能和成本敏感度.27 圖 18 固態電池應用場景拓展路線.27 2 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 圖 19 2024 年 1-6 月我國半固態電池月度裝車量及環比增速

11、(單位:MWh).28 圖 20 2023-2030 全球固態電池出貨量.28 圖 21 2023-2030 年中國固態電池市場空間.29 表 1 液態電池、半固態和全固態電池對比.5 表 2 硫化物固態電解質類型及其性能.17 表 3 固態電池三大類固態電解質特點.19 表 4 國外主要國家固態電池相關政策.21 表 5 近年來我國固態電池主要相關政策.22 表 6 國外主要企業的固態電池技術路線.23 表 7 我國主代表性企業的固態電池技術路線.24 表 8 國內外固態電池相關企業產業化進展.24 3 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 1 固態電池電解質以固代液，性能及安全優勢明顯固態電池

12、電解質以固代液，性能及安全優勢明顯 1.1 固態電池以固體電解質取代液體電解質固態電池以固體電解質取代液體電解質 固態電池固態電池分為半固態電池和全固態電池，其以固態電解質為主。分為半固態電池和全固態電池，其以固態電解質為主。液態鋰離子電池（LIB）是一種利用可發生鋰離子嵌入/脫嵌反應的活性物質材料制作電池的正極和負極，使用無機或有機的鋰鹽為電解質形成有機電解液的二次電池。其工作原理為，充電過程中鋰離子在外電場驅動下由正極穿越隔膜到達負極，同時電能轉化為化學能；相應地，放電過程中化學勢驅動下鋰離子由負極轉移至正極，同時化學能轉化為電能。固態電池（SSB）包括半固態電池和全固態電池。半固態鋰電池

13、是鋰離子電池中電解質為固液混合形態，其中有機液體電解質質量占比低于 10%，既保留了液態鋰電池的高離子電導率特征，又具備了固態鋰電池的高安全性和結構穩定性優勢。全固態鋰電池是指鋰離子電池的電極(正極和負極)和電解質均呈固態的鋰離子電池，電池由正極材料、固態電解質和負極材料三部分組成，不含任何液態組份。圖圖 1 根據電池中的液體和根據電池中的液體和固態電解質固態電解質百分比百分比分類的分類的主流鋰離子主流鋰離子電池電池 資料來源：Approaching Practically Accessible Solid-State Batteries:Stability Issues Related to

14、 Solid Electrolytes and Interfaces、湘財證券研究所 傳統液體鋰電池的電化學結構適用于固態電池傳統液體鋰電池的電化學結構適用于固態電池。傳統液體鋰離子電池由陽極和陰極兩個電極組成，每個電極由集流體、陽極/陰極活性材料（AAM/CAM）和非活性材料（如粘合劑和導電劑）組成。電極和含有鋰離子的液體電解質之間的隔膜提供離子導電性并防止電子導電性。陰極（CAM）通常由亞微米級初級顆粒組成，這些初級顆粒聚集成微米級的次級顆粒。聚合物粘合劑提供了這些基于顆粒的層的機械穩定性，納米到微米級的碳添加劑覆蓋了 CAM 表面并形成導電網絡，實現了電子導電性。CAM 應占電極組件總重

15、量的很大一部分，以實現高能量密度。陽極（AAM）通常由球形或板狀石墨顆粒組成。根據所需的功率能力，使用更小或更大的顆粒。與 CAM 類似，4 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 AAM 亦添加了粘合劑和碳添加劑。電極材料混合物中的碳添加劑提供電子導電性，電解質提供離子導電性，粘合劑確保電極的機械穩定性，這三個組件都作用在 AM 粒子的表面上。在充電和放電過程中，液體電解質可確保始終與AM 顆粒保持良好的離子接觸。傳統鋰電池的電化學設置也適用于鋰離子固態電池，區別在于固態電池用固體電解質（SE）取代液體電解質。因此，電解質和 AM 之間的離子接觸必須通過產生緊密接觸來建立，通過將固體電解質顆粒與電

16、極顆?；旌虾蛪簩崄韺崿F。在全固態電池中，液體電解質被完全取代，而在半固態電池中考慮使用少量液體電解質與固態電解質混合形成固/液混合型電解質，以保證足夠高的離子電導率，尤其是在電解質和活性材料之間的界面處。圖圖 2 固態電池與傳統液體鋰電池結構對比固態電池與傳統液體鋰電池結構對比 資料來源：Solid-State Battery Roadmap 2035+、湘財證券研究所 1.2 固態電池固態電池兼具高能量密度、高安全性等多種優勢兼具高能量密度、高安全性等多種優勢 固態電池可實現更高的能量密度和更寬的工作區間固態電池可實現更高的能量密度和更寬的工作區間。主流的液態鋰電池的能量密度上限普遍被認為約

17、 300Wh/kg，但實際上由于技術限制和安全性考慮，目前市場上液態電池的能量密度僅能實現約 230Wh/kg。相比之下，固態電池的能量密度在理論上可以達到 700Wh/kg，幾乎是液態電池的 2 倍。固態鋰電池使用固態電解質代替液態電解液，通過采用高容量(1000mAh/g)或高壓(5V)的正極材料和最佳負極材料(鋰金屬)的 SSLB 有望獲得高的能量密度(500Wh/kg，700Wh/L)和功率密度(10kW/kg)。使用全固態電解質后，鋰離子電池的材料體系發生改變，無需使用嵌鋰的石墨負極，直接使用鋰作為負極，能明顯減少負極材料的用量，不僅電池的能量密度明顯提高，而且可以提升電池的安全性能

18、和使用壽命。固態鋰電池電解質不同于液態鋰電池的電解液和隔膜，熱穩定性顯著提升，由此提升了固態鋰電池的高溫環境適應性，減少輔助散熱機構冗余，簡化系統設計的同時進一步提升能量密度。5 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 表表 1 液態電池、半固態和全固態電池對比液態電池、半固態和全固態電池對比 電池類型電池類型 液態液態 半固態半固態 全固態全固態 液態含量/wt%25 5-10 0 電解質 有機溶劑、LiPF6、添加劑 復合電解質(聚合物、氧化物、溶劑、LiTFSI、添加劑)聚合物或氧化物或硫化物 隔膜 傳統隔膜 隔膜、氧化物涂覆 無隔膜 負極 石墨 硅、石墨 硅、石墨或鋰 正極 三元或鐵鋰 高鎳

19、三元或鐵鋰 高鎳三元或鐵鋰或鎳錳氧或富鋰錳基 封裝方式 卷繞或疊片、方形或圓柱或軟包 卷繞/疊片、方形或軟包 疊片、軟包 能量密度（Wh/kg）250 350 500 資料來源：固態鋰電池應用前景分析、湘財證券研究所 固態電池可以解決液態鋰固態電池可以解決液態鋰離子電池的安全性痛點離子電池的安全性痛點。安全隱患及因電池熱失控引發的安全事故是新能源汽車發展的痛點所在，鋰電池在充電過程中析鋰、內短路、單體電芯熱失控和電池系統熱擴散是導致安全問題的根源。根據禹習謙等人的相關研究，鋰電池相關事故發生的概率可能會受到電池本身、熱管理系統、充電裝置、運行環境等多種因素的影響，其中高溫環境起著突出的作用；而

20、另一方面電池能量密度和安全性之間的矛盾，即能量密度越高其安全風險就越高，導致較高的能量密度會惡化電池安全性，這主要是因為當電極材料的化學鍵中儲存了更多的能量時，化學性質不太穩定。圖圖 3 每月電動車火警事故數目每月電動車火警事故數目 圖圖 4 不同類型不同類型 LIB 造成的事故比例造成的事故比例 資料來源：電池安全從鋰離子電池到固態電池、湘財證券研究所 資料來源：電池安全從鋰離子電池到固態電池、湘財證券研究所 目前商業化應用的電解液存在兩方面問題：液態電解液自身容易燃燒，又具有與正負極材料發生副反應的傾向。而固態電解質材質不泄漏、不燃燒，在熱失控的觸發機制中可以提供本質安全，從而解決鋰電池安

21、全性問題。因此長遠來看，從本質上解決電池熱失控需要用固態電解質代替液態電解液。從材料體系來看，由于固體電解質的熱力學穩定性高于液體電解質，固態電池中非暴力情形下的化學反應在較高的溫度才會發生，當其他主要成分相同且僅考慮每種成分在空氣中恢復到最穩定狀態時所釋放的能量時，固體電 6 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 解質含量的增加和液體電解質含量的降低會降低整個電池系統完全熱失控所釋放的總能量，減少整體事故危險的規模。同時由于固體電解質不太可能參與燃燒反應，因此可以顯著提高固態電池中界面的穩定性，從而提高自發反應和熱失控閾值溫度，并拓寬 SSB 的安全邊界。全固態電池電極和電解質界面可能具有更高的

22、熱穩定性，即使對于鋰金屬負極，氧化物電解質和鋰負極之間的初始反應溫度也遠高于液體電解質和鋰陽極之間的反應溫度，使得鋰金屬在固態電池中的安全性能優于液態鋰電池。此外，固態電池中的固體電解質可能會減慢電極材料和電解質的反應，從而延緩電池系統的溫度升高，避免放熱反應加速熱失控，并為電池安全警告提供更長的響應時間。從電池體系來看，由于固體電解質可以致密，因此可以通過合理的電池設計來延遲或阻止陰極釋放的氧氣或從陽極電極產生的氫的擴散，從而避免電池內部的化學串擾并提高固態電池的本質安全特性。固體電解質的引入可以有效提高固態電池的承受熱濫用的能力，其電化學穩定性窗口更寬，有利于改善抗電濫用特性。由于固體電解

23、質或涂有固體電解質的隔膜具有高強度，當電池發生機械損壞時，可以避免嚴重的內部短路，并改善機械抗濫用特性。此外，固體電解質對鋰金屬的高穩定性可以有效降低快速充電時鍍鋰的風險，避免像使用液體電解質的鋰離子電池時出現嚴重的熱失控。固態電池更適用于對電解質流動性有限制的雙極設計，以實現具有更好安全性的雙極電池設計，減少電池運行過程中產生的熱量，減少熱管理系統壓力。固態電池具有更高的整體電氣、熱和機械強度，因此它們對電極退化、過充和過放、鋰枝晶、雜質短路等具有更高的安全耐受性，可以降低電池制造缺陷導致事故的風險并提高制造可靠性。從系統層面看，由于固態電池不含或含有有限數量的液體電解質，因此電池系統中不會

24、產生大量可燃氣體，從而可以避免外燃并降低電池熱失控中熱量擴散的風險。此外，固態電池的產熱相對較慢且較低，有利于防止電池之間的熱失控傳播，有效保證電池系統的整體安全。固態電池具有更高的熱力學穩定性，因此可以擴展系統的安全工作溫度范圍。此外，界面副反應自釋放的熱量可能會減少，雙極電池設計可以減少電池系統中的熱量產生，從而更容易實現高效散熱。7 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 圖圖 5 從從液態鋰電池（液態鋰電池（A）到到固態電池固態電池（B）時）時電池電池本質安全的變化本質安全的變化 資料來源：電池安全從鋰離子電池到固態電池、湘財證券研究所 固態固態電池能降低電池厚度，提升成組效率電池能降低電池

25、厚度，提升成組效率。液態鋰離子電池中隔膜和電解液占據了電池約 40%的體積和 25%的質量。若采用固態電解質，正負極之間的距離可以縮短至幾到十幾微米，能大幅度降低電池厚度。全固態電池輕薄化后，柔性程度明顯提高，通過使用適當的封裝材料（非剛性外殼），電池可以承受幾百到幾千次的彎曲且保證性能基本不衰減。固態電池電芯可以先串聯后并聯一次組裝成型，減少系統熱管理需求，成組效率大幅提升，更有效利用空間。1.3 固態電池固態電池發展歷程發展歷程 半固態電池已步入產業化期，處于進一步商業化關鍵節點半固態電池已步入產業化期，處于進一步商業化關鍵節點。半固態電池的概念最早可以追溯到 20 世紀 70 年代，20

26、11 年美國麻省理工學院的科學家Yet-Ming Chiang 提出“液流電池”概念，用帶有細微顆粒的懸浮液作為電極研制而成半固態電池。在這種半固態電池中，電極是由微小的鋰化合物粒子與液態電解液混合而成的泥漿狀物質構成，這是半固態電池技術的重要起源。2012-2016 年間是半固態電池的啟動期，此時尚處于實驗室研究和初步探索階段。2017-2022 年是半固態電池的高速發展期，這一階段材料研發及電池性能提升取得進展，同時產業界開始關注并布局相關技術。2023 年以來，半固態電池逐漸步入產業化，并處于商業化前夕的關鍵節點。8 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 圖圖 6 半固態電池發展歷程半固態電

27、池發展歷程 資料來源：固態鋰電池技術發展白皮、湘財證券研究所 全全固態電池固態電池尚處于研發階段，尚處于研發階段，有望逐步實現量產。有望逐步實現量產。在早期電化學研究階段，英國科學家約瑟夫 湯姆遜前瞻性提出了利用固態電解質實現更穩定電池循環的概念，19 世紀中期硫化銀、氟化鉛等固態電解質材料的發現為固態電池的后續發展奠定了關鍵性的道路。1992 年，美國橡樹嶺國家實驗室開發了一種無機固態電解質(LiPON)，并成功組裝固態電池，標志著全固態電池發展的重要轉折點。隨后多種固態電解質材料被陸續發現，21 世紀后市場需求的推動下，全固態電池在電解質材料、電極材料以及界面工程等領域的研發取得顯著發展。

28、整體而言全球各國都在積極發展全固態電池的研發，日本豐田公司已經宣布了其全固態電池量產的時間表，韓國三星等公司已經宣布建設全固態電池生產線，全固態電池技術正加快從研發走向量產的進程。2 固態電池固態電池產業技術發展及產業化進程產業技術發展及產業化進程 2.1 固態電池產業鏈固態電池產業鏈 固態電池的產業鏈涵蓋了上游礦產資源、中游設備、材料及制造以及下游應用等各個環節。固態電池產業的發展離不開相關的技術和產品，其中固態電解質、電極材料和封裝技術等是產業鏈中的關鍵環節。電池制造商是主導研發、推動產業化發展的核心力量，鋰電池巨頭重點把控電池設計、組裝和測試 9 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 等關鍵

29、環節。中國動力電池廠商積極布局全固態電池的研發，部分廠商已實現全固態電池 A 樣的生產與測試，并聚焦生產工藝和電池材料的進一步探索。圖圖 7 固態電池固態電池產業鏈結構產業鏈結構 資料來源：億歐智庫、湘財證券研究所（注：圖中各環節僅包括部分企業）2.2 固態電池固態電池的材料選擇的材料選擇 固態電池的主要成分是負極和陰極活性材料以及固體電解質，其每個主要組件都有多種材料的選擇，形成不同類型的陽極和陰極活性材料、陽極、陰極和 SE 隔膜，它們可以通過多種方式組合。就負極活性材料而言，最有前途實現高能量密度的負極活性材料是鋰金屬和硅，其中鋰金屬陽極被認為是最有前途的，因為它在陽極側實現了盡可能高的

30、能量密度。對于正極活性材料，目前較多選擇的是過渡金屬基氧化物（NMC，NCA）和磷酸鐵鋰（LFP），這些材料通常用于最先進的液體鋰電池，并且已經建立了供應鏈和加工路線。圖圖 8 固態電池材料各組件材料有多種選擇固態電池材料各組件材料有多種選擇 資料來源：Solid-State Battery Roadmap 2035+、湘財證券研究所 10 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 固態電池中最相關的組件是固體電解質，近年來受到關注的固體電解質材料主要有氧化物、硫化物和聚合物三大類。氧化物固體電解質組由許多不同的材料組成，所有材料都以鋰和氧為主要成分，以及各種其他元素。硫化物固體電解質基團由許多不同的

31、材料組成，所有材料都以鋰和硫為主要成分，以及其他元素，如 P、Si、Ge 或鹵化物。聚合物固體電解質組目前以聚環氧乙烷（PEO）為主，且已在固態電池中投入商業使用。2.3 固態電池固態電池材料技術發展趨勢材料技術發展趨勢 2.3.1 正極材料正極材料：高鎳、磷酸夢鐵鋰及富鋰錳基等新型正極是未來發：高鎳、磷酸夢鐵鋰及富鋰錳基等新型正極是未來發展方向展方向 正極材料是制約電池能量密度提升的重要因素，目前開發的鋰電池主要以正極材料作為鋰源，鋰電正極材料商業化應用經歷了從層狀 LiCoO2、LiMn2O4到 LiFePO4與三元材料為主的歷程。目前鈷酸鋰正極主要應用在電子產品中，LiMn2O4正極因理

32、論容量較低主要應用于電動自行車等小型電動設備領域，LiFePO4則是目前動力電池和儲能電池領域應用最為廣泛的正極材料，三元材料亦是新能源車用動力電池的重要正極材料。固態電池的發展要求對性能兼顧的新型正極材料的開發固態電池的發展要求對性能兼顧的新型正極材料的開發。盡管目前電動車領域中主流的正極材料是磷酸鐵鋰和三元材料，但其各有優劣。三元材料具有較高的能量密度，但其缺點是安全性較差、價格較高；磷酸鐵鋰等磷酸鹽系正極材料在安全性、生產成本以及循環壽命方面具有較強的競爭優勢，但能量密度已接近理論極限。固態電池技術的發展需要適用的高能量密度電極材料，同時面向高端市場、特殊應用場景，如超長續航電動汽車、電

33、動飛機等，未來兼顧成本、安全、壽命等多種性能的高比能、高安全電池需求日益增長。而目前磷酸鐵鋰和三元正極材料均無法同時兼顧低成本、高安全性、長循環壽命和高能量密度。因此，新型正極材料的開發勢在必行。目前普遍用于固態電池研究的正極材料除 LiCoO2、三元材料、LiFePO4等以外，高鎳層狀氧化物、富鋰錳基、磷酸錳鐵鋰、高電壓鎳錳尖晶石等新型正極材料也在不斷研發之中。磷酸錳鐵鋰磷酸錳鐵鋰能夠有效整合能夠有效整合磷酸鐵鋰磷酸鐵鋰結構穩定好和磷酸錳鋰工作電壓高的結構穩定好和磷酸錳鋰工作電壓高的優點優點。磷酸鐵鋰（LiFePO4）因其橄欖石結構具有循環壽命長、安全性好和價格成本低等優勢，但其理論比容量（

34、170mAh/g）和工作電位（3.45V，vs.Li/Li+）均較低，導致其能量密度不能滿足動力電池不斷增長的能量需求。同為橄欖石型結構的磷酸錳鋰（LiMnPO4）工作電位高達 4.1V，理論能量密度相比于LiFePO4提升約 20%，但其缺點是更低的電子電導率和離子電導率，且 Mn3+11 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 的 Jahn Teller 效應會引起材料晶格變形，導致電化學性能很差。在 LiMnPO4的基礎上摻雜一定的鐵元素，使用 Fe 取代晶格中的部分 Mn，提高材料的電導率并抑制 Jahn-Teller 效應，最終得到具有穩定橄欖石型結構的磷酸錳鐵鋰（LiMn1-xFexPO

35、4，0 x0.5）固溶體材料。磷酸錳鐵鋰是一種高電壓型（4.1）磷酸鹽材料，通過調整錳鐵比來提高材料的電壓平臺，其能量密度相較于LiFePO4的能量密度可提升 15%-20%，相比于磷酸鐵鋰，磷酸錳鐵鋰具有更好的熱穩定性、化學穩定性和經濟性，同時能量密度也更高。作為作為 LiFePO4材料的材料的“升級版升級版”，磷酸錳鐵鋰磷酸錳鐵鋰在車用動力電池和儲能電池在車用動力電池和儲能電池領域具有良好的應用前景領域具有良好的應用前景。目前，磷酸錳鐵鋰在商業應用方面仍處于研發階段，主要應用方向是與其他正極材料混合使用，以提高電池性能。在兩輪車領域，磷酸錳鐵鋰已與錳酸鋰和三元材料混合使用，并已投入市場應用

36、。越來越多的企業已開始推進磷酸錳鐵鋰正極材料的產業化，如合肥國軒高科動力能源有限公司已成功開發出能量密度達 240Wh/kg 的以磷酸錳鐵鋰為正極材料的電池，超過了部分量產的三元正極材料體系電池的能量密度；孚能科技（贛州）股份有限公司實現了能量密度從 200240Wh/kg 的磷酸錳鐵鋰電池產品的全覆蓋；此外，中創新航研發出了高錳鐵鋰電池，第一代磷酸鹽系高錳鐵鋰電池的能量密度達到了 180Wh/kg。然而磷酸錳鐵鋰使用過程中仍存在如導電性差、鋰離子擴散速率低、Jahn-Teller 效應促進錳析出導致循環壽命衰減、雙電壓平臺增加電池管理系統難度等問題。這些問題顯著降低該材料的循環穩定性，并導致

37、工業化生產難度大，材料性能與成本難以兼顧，嚴重阻礙了磷酸錳鐵鋰正極材料的在車用動力電池和儲能電池領域的迅速推廣應用。高鎳高鎳/超高鎳氧化物層狀材料是下一代高能量密度電池的候選正極材料超高鎳氧化物層狀材料是下一代高能量密度電池的候選正極材料。高鎳/超高鎳含量鎳鈷錳氧化物層狀材料(LiNi1xyCoxMnyO2，NCM)的開發來源于對 LiNiO2、LiCoO2、LiMnO2的摻雜改性。由于單一過渡金屬層狀氧化物都存在自身不可避免的缺點，如 LiCoO2層狀材料的實際放電比容量較低，LiNiO2和 LiMnO2層狀材料的結構穩定性及安全性能較差，因此難以在動力電池領域商業化應用，隨著對正極材料研究

38、的不斷深入，單一過渡金屬層狀材料逐步發展到三元層狀正極材料。三元層狀材料中 Ni 的含量越高，材料的可逆比容量越大，為了滿足鋰離子電池高能量密度的需求，近年來三元層狀材料中活性元素鎳含量占比不斷提高，鈷含量逐步降低，三元正極材料的發展方向逐漸變為高鎳低鈷，正極材料容量提高的同時成本降低。近年來隨著新能源電動汽車市場逐步擴大，NCM三元材料和NCA三元材料都得到了很大的發展，如 NCM811 整體電化學性能表現優異，目前已經實現商業化應用，在動力電池領域的市場占比迅速擴大，其系統能量密度可以達到 180-200Wh/Kg。容百科技生產的超高鎳 9 系產品也隨著麒麟電池、大圓柱電池等高能量密度電池

39、 12 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 的量產上車出貨持續提升。圖圖 9 鋰電池正極材料發展歷程鋰電池正極材料發展歷程 資料來源：高鎳三元層狀鋰離子電池正極材料：研究進展、挑戰及改善策略、湘財證券研究所 盡管高鎳三元正極材料存在理論容量高、工作電壓穩定等顯著優勢，但由于三元層狀正極材料的比容量與容量保持率和熱穩定性之間存在權衡關系，隨著鎳含量的增加和鈷/錳含量的降低，高鎳層狀過渡金屬氧化物提供了更高的比容量，但犧牲了容量保持率和熱穩定性。主要原因是高鎳含量會導致材料中陽離子混排程度增加，且高鎳三元正極材料在電化學循環過程中更容易發生不可逆相變，體積各向異性變化程度較大，引起材料結構退化、形成

40、微裂紋、發生副反應以及產生氣體等一系列問題，導致鋰離子電池的循環壽命降低。解決高鎳三元層狀材料存在問題和改善其電化學性能的方法主要包括表面涂層、元素摻雜、單晶結構與濃度梯度設計等。單晶高鎳三元層狀材料具有高能量密度和優異循環穩定性。目前多數高鎳三元層狀氧化物正極材料為多晶形式，多晶高鎳材料在重復的 Li+脫嵌過程中會發生晶間微裂紋且逐漸從表層向內部擴展，導致材料更多面積與電解液接觸發生副反應，容量衰減，最終導致多晶 NMC 失效。單晶 NMC 具有獨立的微米級顆粒，而不是像傳統多晶正極材料那樣由許多納米級顆粒聚集成微米顆粒。此外，單晶形貌減少了晶間裂紋的產生，有效限制了表面副反應和持續顆粒開裂

41、，從而極好地提高了鋰離子電池循環壽命。同時單晶的無孔和高強度也使其具有更高的壓實密度，極大提高了電池的能量密度。得益于特殊的形貌，SC-NMCs 與成分相同的多晶 NMCs（PC-NMCs）正極材料相比，在長期循環穩定性方面，獨立的 SC-NMCs 在顆粒表現出無晶間裂紋的現象；在高壓 13 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 性能方面，SC-NMCs 高壓下也具有極好的抗開裂性，相應產生的副反應較少，容量保持較好；在高能量方面，無孔和高強度 SC-NMCs 在實際應用中表現出具有競 爭力的較高壓實密度和體積能量密度。圖圖 10 單晶單晶高鎳三元層狀正極材料優勢高鎳三元層狀正極材料優勢 資料來源

42、：層狀高鎳正極材料單晶化研究、湘財證券研究所 2.3.1 固態電解質固態電解質：多技術路線并行各有優劣：多技術路線并行各有優劣，性能全面符合固態電，性能全面符合固態電池要求的技術有待突破池要求的技術有待突破 固態電解質特指具有良好離子傳輸性能的鋰離子導體。固態電解質不揮發、一般不可燃、具有較寬的工作溫區和電化學窗口，因此具備更優異的安全特性，可適配更高能量密度的正負極材料體系。固態電解質材料是固態電池的核心部件，其進展直接影響全固態電池的發展進程。依照材料類型，固態電解質的主要分為無機固體電解質（ISEs）、固體聚合物電解質（SPE）、復合（聚合物+無機物）固體電解質（CSE），其中無機固體電

43、解質（ISEs）根據其結構原子主要包括氧化物、硫化物固體電解質，鹵化物固態電解質近年來受到廣泛關注，有望成為全固態電池的第四個研發方向。不同類型電解質各有其特點，比較而言，盡管液態電解質在離子電導率方面表現優異，但聚合物固態電解質具有較好的機械強度，無機固態電解質具有優異的離子遷移數和安全性能，復合固態電解質則性能均衡。14 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 圖圖 11 不同類型電解質不同類型電解質結構和性能對比結構和性能對比 資料來源：鋰固態電池研究及產業化進展、湘財證券研究所 聚合物固態電解質是指具有能夠傳導鋰離子的高分子材料。聚合物固態電解質中的重復單元含有特殊官能團，這種官能團能夠與鋰

44、離子之間具有較強的相互作用，從而能夠解離鋰鹽，通過高分子鏈段的運動傳導鋰離子。聚合物固態電解質起源于 1975 年，Peter Wright 教授提出了聚氧化乙烯(PEO)能夠與金屬陽離子形成絡合物；1983 年 Michel Armand 教授報道了將 PEO 基聚合物應用于鋰電池，聚合物固態電解質概念誕生。目前已有多種類型的聚合物材料被發現可用于聚合物固態電解質，例如聚羧酸酯類、聚碳酸酯類、聚腈類、聚酰胺類、聚酰亞胺類、聚硫醚類等。圖圖 12 聚合物電解質材料發展歷程聚合物電解質材料發展歷程 資料來源：固態鋰電池技術發展白皮書、湘財證券研究所 聚合物具有極高的界面相容性、制備工藝簡單、加工

45、性好、在大規模商業 15 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 化生產中具有極大優勢，常用的聚合物基體為聚環氧乙烷（PEO），基于聚合物良好的柔性和可加工性，聚合物電解質特別適用于為可穿戴設備供電的全固態電池系統。但是由于大部分參與聚合物固態電解質的聚合物均為半結晶聚合物，室溫下對鋰離子的傳導比較困難，故聚合物本身的離子電導率一般低于 10-6S/cm，其室溫鋰離子電導率較低；由于鋰鹽對濕度敏感，合成過程需在干燥條件下進行，生產成本增加；此外,聚合物有限的熱穩定性對電池工作溫度的變化范圍仍有較嚴格的要求；當使用鋰金屬作為電池負極時,一些聚合物電解質有限的機械強度往往難以阻止鋰枝晶的生長。這些問題都

46、限制了聚合物電解質的廣泛應用。受制于聚合物固態電池自身缺點在應用端的限制，未來較有前景實現產業化的技術路線是發展有機/無機復合固態電解質。復合固態電解質一般是由無機填料和聚合物固態電解質復合而成，在聚合物固態電解質中加入無機填料后得到的固態電解質綜合性能較好，兼具高鋰離子導電率和電化學穩定性。復合體系結合了聚合物的粘彈性以及無機材料剛性的優勢，加工性能優勢突出，通過引入不同性質的無機填料改變鋰離子傳輸機制，提升聚合物基固態電解質導鋰能力。同時無機固態電解質的引入可以大大增強聚合物固態電解質材料的剛性，改善電解質的機械性能。太藍新能源對氧化物固態電解質的組成進行調控，實現氧化物固態電解質的電導率

47、顯著提升，同時改善與聚合物固態電解質的相容性，助力復合固態電解質的性能提升，通過聚合物-無機固態電解質復合實現室溫離子電導率 10-3S/cm。氧化物電解質在微觀水平上形成結構穩定的鋰離子傳輸通道，其具有離子電導率高、安全性能高、穩定性良好、電化學窗口寬、機械強度高、成本低廉及環境友好等優點。氧化物電解質包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、NASICON型(鈉超離子導體)、LISICON 型(鋰超離子導體)、石榴石型和 LiPON，其中鈣鈦礦型、NASICON 型、石榴石型這三種結構類型優勢比較明顯。NASICON 型結構固體電解質制備工藝簡便，易于加工處理，對空氣穩定，熱穩定性和力學性能良好，常見的

48、NASICON 型結構固體電解質有 LZP（LiZr2(PO4)3）、LTP（LiTi2(PO4)3）、LGP（LiGe2(PO4)3）、LATP（Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3）、LAGP（Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3）等，但 NACION 對鋰的穩定性會受到含有的 Ti4+和 Ge4+與鋰金屬接觸時極易發生氧化還原反應的影響。石榴石結構固體電解質 LLZO（Li7La3Zr2O12）具有良好的離子傳輸性能(10-3S/cm)，除具有氧化物固體電解質一貫的穩定性優點外，還表現出遠優于其他種類氧化物固體電解質的對鋰金屬和典型正極材料的穩定性。但在實際應用中，LLZO

49、電解質與鋰金屬界面存在內部鋰枝晶生長和與鋰金屬副反應等問題。鈣鈦礦結構固體電解質的通式為 LLTO（Li3xLa2/3-xTiO3），其電導率較 16 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 高，熱穩定性和力學性能良好，但制備溫度較高。LLTO 材料對鋰金屬陽極不穩定，在短路條件下發生反應時從而產生電子導電性，且與電極材料接觸不良會產生較大的界面電阻，影響其產業化。綜合來看，氧化物電解質產業化相對易行，氧化物電解質粉體材料的制備方法相對較為成熟，工藝流程簡單，生產成本低，晶態固體電解質化學穩定性高，可以在大氣環境下穩定存在，有利于固態電池的規?；?、連續化及自動化生產。但在全固態電池中，界面以及電化學

50、性能等問題阻礙了其作為單一電解質的商業化應用。而氧化物固體電解質對聚合物電解質的穩定性較好，因此將其與聚合物復合的方案被行業廣泛采用。硫化物固態電解質室溫下具有較高的離子電導率，范圍從 10-4到 10-2S/cm。同時，硫化物固體電解質具有可忽略的電子電導率和良好的力學性能和機械加工性能，有利于全固態電池中電極/電解質形成良好的固-固接觸界面，從而優化全固態電池的循環穩定性。近年來隨著電解質結構和成份不斷優化，硫化物固態電解質的離子電導率已提高到與液態電解液相近的水平。圖圖 13 近近年來年來硫化物固體電解質硫化物固體電解質發展的發展的重要進展重要進展 資料來源：固態鋰電池十年（201120

51、21）回顧與展望、湘財證券研究所 硫化物固態電解質根據晶體結構特征可分為晶態與非晶態兩大類。非晶態硫化物固態電解質以 LPS 型(即硫代磷酸鹽)為代表。而晶態硫化物固態電解質則進一步細分為 Argyrodite 型(又稱硫銀鍺礦型)、LGPS 型(鋰鍺磷硫型)以及 Thio-LISICON 型(硫代-鋰快離子導體型)。鋰硫銀鍺礦型和鋰鍺磷硫型具有卓越的離子電導率性能，2011 年制備出的 Li10GeP2S12電解質，其電導率高達 1.210-2S/cm，是第一種離子電導率可與液態電解液相媲美的固體電解質，其在較低的溫度下也表現出高離子導電性。但 Ge 元素的高成本和對鋰金屬的不穩定性限制了其

52、在全固態鋰電池中的大規模應用。相比于 Li10GeP2S12電解質，硫銀鍺礦鋰型化合物也具有較高的鋰離子電導率，同時具有更加優良的化 17 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 學和電化學穩定性，且其在成本方面相對更為經濟。LPSCI 因其成本優勢預計市場更加適合定位于成本敏感型或低端產品領域，而性能全面優異但原材料成本高昂的LGPS 應用預計更加聚焦于對性能有更高要求的中高端產品線。表表 2 硫化物固態電解質類型及硫化物固態電解質類型及其其性能性能 類型類型 簡稱簡稱 化學式化學式 代表材料代表材料 電導率電導率 優勢優勢 劣勢劣勢 Li-P-S 型 LPS LixPSx Li3PS4、Li4P

53、2S6 10-3S/cm 電化學窗口寬(5V)、熱穩定性好、成本低 離子電導率相對低、空氣中不穩定 Argyrodite 型 LPSCI/LPSI Li6PS5X(X=Cl，Br 或 l)Li6PS5Cl、Li6PS5I 10-2-10-3S/cm 離子電導率高、熱穩定性好、成本低 電化學窗口窄(300Wh/kg，電池組能量密度260Wh/kg。循環壽命1000 次，容量保持率80%。資料來源：固態鋰電池技術發展白皮書、湘財證券研究所 2.5 國內外固態電池國內外固態電池技術技術產業化進展產業化進展 各國固態電池技術選擇路線不同各國固態電池技術選擇路線不同。從固態電池全球的發展來看，目前固態電

54、池的研發主要集中在中日韓美歐五個國家和地區。日本的固態電池研發布局和產業發展起步最早，技術和專利全球領先，目前日本電池企業采取的固態電池主流技術路線是硫化物固態電解質。韓國選擇氧化物和硫化物路線并行，固態電池產業的發展思路是研發重量輕的硫化物全固態電池以及高安全性的氧化物全固態電池。歐洲國家以聚合物路線為主，同時布局硫化物路線。美國全路線布局，由能源部出資，初創公司主導研發，并與眾多車企達成合作。表表 6 國外國外主要主要企業的固態電池技術路線企業的固態電池技術路線 國家國家 企業企業 技術路線技術路線 國家國家 企業企業 技術路線技術路線 日本 豐田汽車公司 硫化物 韓國 LG 新能源公司

55、硫化物 本田技研工業股份有限公司 硫化物 現代汽車集團 聚合物/硫化物 三菱化學集團/日產汽車公司聯盟 硫化物 SK On 公司 硫化物/氧化物 松下電器公司 鹵化物 三星 SDI 公司 聚合物/硫化物 富士電氣化學有限公司 氧化物 法國 博洛雷集團 聚合物 小原股份有限公司 氧化物 英國 Ilika 公司 氧化物 日立造船公司 硫化物 LiNa Energy 公司 氧化物 三洋化成工業股份有限公司 聚合物 美國 Quantum Scape 公司 氧化物 日本出光興產股份有限公司 硫化物 Ionic Materials 公司 聚合物 德國 寶馬集團 硫化物 Solid Power 公司 硫化物

56、 大眾集團 氧化物 Factorial Energy 公司 聚合物 資料來源：固態電池關鍵材料體系發展研究、湘財證券研究所 我國主要企業固態電池路線側重方向為氧化物路線，同時部分企業涉及我國主要企業固態電池路線側重方向為氧化物路線，同時部分企業涉及硫化物及聚合物電解質路線硫化物及聚合物電解質路線。由于固態電池制造技術存在一定難度，國內部分動力電池廠家首先以半固態電池作為產品化技術路線。預計在 2025 年前推廣上市，而固態電池量產的預測時間為 2030 年。24 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 表表 7 我國主代表性我國主代表性企業的固態電池技術路線企業的固態電池技術路線 企業名稱企業名稱

57、技術路線技術路線 企業名稱企業名稱 技術路線技術路線 北京衛藍新能源科技股份有限公司 氧化物/聚合物 國軒高科股份有限公司 硫化物 清陶新能源材料研究院有限公司 氧化物/復合物 中科深藍匯澤新能源有限公司 聚合物 贛鋒鋰業集團股份有限公司 氧化物 重慶太藍新能源有限公司 氧化物 輝能科技股份有限公司 氧化物 上海恩力動力技術有限公司 硫化物 蜂巢能源科技股份有限公司 硫化物 上海屹鋰新能源科技有限公司 硫化物 寧德時代新能源科技股份有限公司 硫化物 北京高能時代環境技術股份有限公司 硫化物 比亞迪股份有限公司 氧化物/硫化物 孚能科技股份有限公司 氧化物/硫化物 資料來源：固態電池關鍵材料體系

58、發展研究、湘財證券研究所 全球參與企業積極推動固態電池技術產業化，半固態電池有望率先實現全球參與企業積極推動固態電池技術產業化，半固態電池有望率先實現商業化商業化。據不完全統計，截至 2023 年，全球約有 53 家規模以上企業布局和研發固態電池。除了傳統的新能源企業以及車企紛紛布局固態鋰電以外，眾多初創公司也紛紛成立。目前半固態裝車產業化進程正在加速進行，各整車企業與電池廠均已開始積極布局相關技術以促進半固態電池的產業化，2023 年衛藍新能源、贛鋒鋰電等企業的固液混合態電池實現批量裝車，裝車量約0.8GWh，標志著半固態電池的產業化進程大幅提速。預計半固態電池將在未來幾年內實現大規模商業化

59、應用。全固態電池有望在全固態電池有望在 2027 年前后開始進行示范性裝車應用年前后開始進行示范性裝車應用，2030 年后開年后開始進入商業化應用階段始進入商業化應用階段。綜合各相關企業的公開信息，整個產業正朝著“2027年左右上車、2030 年實現大規模產業化”的目標規劃全固態電池的商業化進程。2026-2028 年將成為國內車企固態電池集中量產期，根據相關車企規劃，2026 年期間廣汽昊鉑、東風汽車將實現全固態電池量產裝車，2027 年長安新能源汽車將實現全固態電池逐步起量，2028 年東風汽車規劃實現全固態車型量產上市。表表 8 國內外固態電池相關企業產業化進展國內外固態電池相關企業產業

60、化進展 公司名稱公司名稱 技術路線技術路線 政策政策名稱名稱 主要內容主要內容 豐田 硫化物 2008 2020 年 6 月開始為概念車 LQ 配備全固態電池。計劃在 2025 年，實現全固態電池的小規模量產；到 2030 年，實現全固態電池持續的、穩定的量產。本田 硫化物 2017 2017 年自研固態電池。計劃在 2022 年 3 月底之前通過試生產線驗證其全固態產品。目標在 2030 年將該產品商業化。雷諾-三菱-日產聯盟 硫化物 2017 2018 年與豐田日產松下合作研發固態電池，從日本經濟產業省獲得了 1400萬美元的資金支持。2022 年 1 月宣布在未來五年內向電動汽車投資 2

61、30 億歐元(合 259 億美元)，作為已有聯盟的一部分。除了投資現有技術，該聯盟的目標是在 2028 年年中實現全固態電池的大規模商業生產?，F代 硫化物，聚合物 2017 2017 年投資固態電池初創企業 lonic Materials。2018 年與三星 SDI 聯合投資了 Solid Power。2021 年投資 solid energy systems。寶馬 硫化物 2018 投資固態電池初創企業 Solid Power。福特 硫化物 2019 投資固態電池初創企業 Solid Power。大眾 氧化物 2018 投資固態電池初創企業 1 億美元，2020 年追加 2 億美元投資。博洛

62、雷 聚合物 2008 2020 年已獲得歐洲 109 輛全固態電池大巴 Bluebus 訂單。25 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 Quantum Scape 氧化物 2018 獲大眾集團(2018 年向該公司投資 1 億美元)、上汽集團、比爾蓋茨等的投資，2020 年 11 月通過 SPAC 方式上市，計劃 2024 年建立 1GWh 試生產線。松下 鹵化物 -與豐田合作研究生產全固態電池，在中國投資 9.1 億美元創辦 Prime Planet Energy&Solutions 合資公司，業務包含全固態電池。LG-計劃 2025 年年底實現鋰硫電池商業化，并在 2025-2027 年間實

63、現全固態電池商業化。富士通 FDK 氧化物 -2920 萬美元投資 FDK 開發固態電池，已啟動超小型全固態電池的樣品供貨。OHARA 氧化物-開發基于玻璃陶瓷 LICGC 的全固態電池。日立造船 硫化物-2018 財年在太空領域投入使用，2020 年后期量產電動汽車。三洋化成工業 聚合物-已布局全樹脂固態電池，福井縣越前市，將于 2021 年投產，總建筑面積約為 8600 平方米 出光興產 硫化物-2021 年量產固態電池電解質，2023 年 EV 固態電池試用，硫化物電解質專利全球第二。村田制作所 氧化物-滋賀縣的工廠投入數億日元制造全固體電池。Ionic Materials 聚合物 19

64、82 雷諾三菱日產聯盟、韓國三星、英國戴森等科技業巨頭已集體向 Ionic Materials 投資超過 6500 萬美元。Solid Energy Systems -2012 電池制造商 SES Holdings Pte.已同意與艾芬豪資本收購公司(Ivanhoe Capital Acquisition Corp.)合并上市，合并后的公司估值約為 36 億美元獲得福特，A123，寶馬等投資 1.3 億 美元 Solid Power Battery 硫化物 2012-BlueSoluti ons(Bollore)聚合物 2012-三星 SDI 硫化物、聚合物 -投資 Solid Power，I

65、onic Materials，與 LG，SK 合作投入 9000 萬美元研發電池技術 2022 年 3 月 14 日分別宣布在其位于京畿道水原市 Yeongtong-gu的一條占地 6500 平方米的全固態電池試驗線“S-Line”動工 清陶能源 氧化物/復合物 2002 2002 年創始人團隊開始研發固態電池。2018 年建成國內第一條固態電池生產線，推出的高安全性、高能量密度、柔性化等固態電池產品，已在特種電源、高端數碼等領域成功應用，在新能源汽車領域先行先試。2022 年 2 月26 日上午，總投資 50 億元的清陶新能源固態鋰電池產業化項目在昆山開發區破土動工，預計此次開工的固態鋰電池

66、產業化項目建成投產之后，將達到100 億瓦時年裝機量 贛鋒鋰業 氧化物 2017 56Ah 固態鋰離子電池，能量密度 2405Wh/kg，循環壽命1500 次 10Ah 固態鋰金屬電池，能量密度 3505Wh/kg，循環壽命300 次固態鋰電池模組，能量密度210Wh/kg。贛鋒鋰電已交付東風汽車 50 輛固態電池電動汽車。輝能科技 氧化物 2013 2013 年實現固態電池量產在臺灣建成 1GWh 工廠。2019 年與蔚來汽車達成合作意向。2022 年獲得梅賽德斯-奔馳數百萬歐元投資，雙方將共同開發下一代電動汽車固態電池電芯。蜂巢能源 硫化物 2018 蜂巢能源的原型樣件能量密度達到 350

67、Wh/kg，通過針刺和 200熱箱實驗，預測循環壽命超過 1000 次；基于果凍電池技術的 NCM 短刀 L600 電池已經成功通過針刺試驗，不起火，不冒煙，能量密度達到 230Wh/kg 衛藍新能源 氧化物/聚合物 2016 2019 年溧陽產線開工，已于 2020 年 7 月投產。2021 年 5 月公司發明專利突破 200 件 2022 年 2 月 25 日下午，在山東淄博市齊魯儲能谷開工建設100GWh 固態鋰電池項目，總投資 400 億元。資料來源：固態鋰電池十年（20112021）回顧與展望、湘財證券研究所 26 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 3 固態電池固態電池應用場景拓展及

68、市場空間應用場景拓展及市場空間 3.1 固態電池固態電池有望滿足多種新興產業應用場景有望滿足多種新興產業應用場景 新能源汽車領域，離不開電池技術的持續進步，固態鋰電池作為下一代電池技術的代表，以其高能量密度、長續航里程和高安全性，成為推動電動汽車行業發展的關鍵力量。電池能量密度的提升意味著電動汽車能夠擁有更長的續航里程，隨著技術的不斷成熟與成本的逐步降低，固態電池的應用有望顯著提升電動汽車的續航能力，減少用戶的充電焦慮。儲能系統領域，隨著可再生能源的快速發展和智能電網的建設，儲能系統成為解決能源供需矛盾、提高能源利用率的關鍵環節，固態鋰電池以其高能量密度、長循環壽命能力，也將成為儲能系統的優選

69、電池類型，無論是電網側的大規模儲能項目，還是用戶測的分布式儲能系統，固態電池都能提供穩定可靠的能源支持，推動能源行業的綠色轉型和可持續發展。消費電子領域方面，固態電池憑借其高能量密度特性，可以顯著提升電池的續航能力從而增加設備的使用時間，顯著提升用戶體驗，采用新技術將成為消費電子各大廠商在激烈市場競爭中提升產品競爭力的核心方式。航空領域的迅速崛起，特別是 eVTOL(電動垂直起降器)等創新產業的發展，為固態電池提供了更廣闊的應用范圍。工信部等四部門聯合印發的 綠色航空制造業發展綱要(2023-2035 年)，提出面向城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景，加快 eVTOL(電動垂直起降器)等創

70、新產品應用，打造新經濟增長。而 eVTOL 垂直起飛所需要的動力是地面行駛的數倍，需求電池有更高的能量密度，而固態電池憑借其高能量密度特性也將成為推動新型航空裝備的關鍵力量。無人機和機器人行業快速發展，為固態電池提供了新的應用市場。無人機和機器人對電池能量密度、安全性要求高，與常規液態電池相比，固態電池憑借其高能量密度與高安全性能，滿足對應行業的需求，其市場需求潛力巨大。3.2 固態電池落地固態電池落地場景拓展路線場景拓展路線 不同應用場景對固態電池性能和成本的敏感度不同。新興技術與科研領域追求電池高性能、高安全度，對成本不敏感；載人飛行器、電動汽車和傳統消費電子類場景既注重電池能量密度又注重

71、性價比；而儲能和工業領域對電池成本的敏感性較高，注重高安全、長壽命、低成本。27 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 圖圖 17 不同應用場景對固態電池性能和成本敏感度不同應用場景對固態電池性能和成本敏感度 資料來源：億歐智庫、湘財證券研究所 固態電池的落地場景有望從更加注重性能的特殊場景向成本更加敏感的一般場景拓展。由于短期內材料成本依然較高，固態電池預計最初將在科研和新興科技領域得到應用，這些領域對電池的安全性和環境適應性有著特別的需求，隨著全固態電池的規?；a，預計其成本會降低，性能將提升，應用范圍有望逐漸擴展到傳統消費電子、載人飛行器等市場，這些市場對價格的敏感度較低，能夠包容較高的新

72、技術溢價，在注重性價比的同時，也對電池性能有較高要求，而在車規領域一些高端或特定需求的電動車型會接受一定溢價，也會搭載固態電池。隨著全固態電池技術的成熟和規?；慨a帶來的成本大幅降低，固態電池將拓展至對成本敏感且安全性要求高的工業和儲能領域。在全固態電池實現規?；慨a之前，半固態電池的漸進式路線將率先走向商業化。圖圖 18 固態電池應用場景拓展路線固態電池應用場景拓展路線 資料來源：億歐智庫、湘財證券研究所 28 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 3.3 固態電池固態電池市場空間廣闊市場空間廣闊 近年來在新能源汽車市場的推動下，全球固態電池出貨量持續增長近年來在新能源汽車市場的推動下，全球固態

73、電池出貨量持續增長。2023年全球固態電池出貨量約為 1GWh，主要以半固態電池為主。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟的統計數據，2024 年初以來，我國半固態電池的裝車量公布的數據顯示，半固態電池6月份的裝車量為532.9MWh，環比增長10.4%；1-6 月累計裝車量為 2154.7MWh，超過 2023 年全年全球固態電池出貨量。圖圖 19 2024 年年 1-6 月我國半固態電池月度裝車量及環比增速月我國半固態電池月度裝車量及環比增速(單位單位:MWH)資料來源：中國汽車動力電池產業創新聯盟、固態鋰電池技術發展白皮書、湘財證券研究所 根據 EVTank 發布的中國固態電池行業發展白皮書

74、(2024 年)預計，2024 年全球固態電池出貨量將達到 3.3GWh，到 2030 年全球固態電池的出貨量將達到 614.1 吉瓦時，在整體理鋰電池中的滲透率預計在 10%，全球市場規模將超過 2500 億元。圖圖 20 2023-2030 全球固態電池出貨量全球固態電池出貨量 資料來源：EVTank、中商產業研究院、湘財證券研究所 29 行業研究 敬請閱讀末頁之重要聲明 根據中商產業研究院數據，2023 年中國固態電池的市場空間達到約 10 億元，預計 2024 年中國固態電池市場空間將達到 17 億元，2030 年將增至 200億元。圖圖 21 2023-2030 年中國固態電池市場空

75、間年中國固態電池市場空間 資料來源：中商產業研究院、湘財證券研究所 4 投資建議投資建議 固態電池滿足下游領域對電池性能不斷提升的需求，其在多個新興產業領域具備應用拓展空間。隨著未來幾年量產節點的到來，其市場增長空間較為廣闊，有望重塑鋰電池關鍵材料體系，在關鍵材料有布局或與具備核心技術優勢、率先占據產業化優勢企業有戰略合作的相關公司有望受益，此外關鍵電池材料體系的變更亦有望為上游相關資源需求帶來增量。建議關注在新型正極材料有研發布局先發優勢、具備固態電解質核心技術、與具備固態電池量產擴張規劃企業有戰略合作以及上游具有鋯、鑭及鈦資源優勢的相關企業。維持對鋰電材料行業“增持”評級。5 風險風險提示

76、提示 產業化進程不及預期風險，政策變動風險，行業技術突破不及預期風險，固態電池下游需求拓展不及預期風險。敬請閱讀末頁之重要聲明 湘財證券投資評級體系（市場比較基準為滬深湘財證券投資評級體系（市場比較基準為滬深 300 指數）指數）買入：買入：未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 15%以上；增持：增持：未來 6-12 個月的投資收益率領先市場基準指數 5%至 15%；中性：中性：未來 6-12 個月的投資收益率與市場基準指數的變動幅度相差-5%至 5%；減持：減持：未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指數 5%以上；賣出：賣出：未來 6-12 個月的投資收益率落后市場基準指

77、數 15%以上。重要聲明重要聲明 湘財證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會核準，取得證券投資咨詢業務許可。本研究報告僅供湘財證券股份有限公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告由湘財證券股份有限公司研究所編寫，以合法地獲得盡可能可靠、準確、完整的信息為基礎，但對上述信息的來源、準確性及完整性不作任何保證。湘財證券研究所將隨時補充、修訂或更新有關信息，但未必發布。在任何情況下，報告中的信息或所表達的意見僅供參考，并不構成所述證券買賣的出價或征價，投資者應自主作出投資決策并自行承擔投資風險，任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失書面或口頭承諾均為無效。本公司及其

78、關聯機構、雇員對使用本報告及其內容所引發的任何直接或間接損失概不負責。投資者應明白并理解投資證券及投資產品的目的和當中的風險。在決定投資前，如有需要，投資者務必向專業人士咨詢并謹慎抉擇。在法律允許的情況下，我公司的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易，并可能為這些公司正在提供或爭取提供多種金融服務。本報告版權僅為湘財證券股份有限公司所有。未經本公司事先書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發布、轉發或引用本報告的任何部分。如征得本公司同意進行引用、刊發的，需在允許的范圍內使用，并注明出處為“湘財證券研究所”，且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。如未經本公司授權，私自轉載或者轉發本報告，所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。本公司并保留追究其法律責任的權利。分析師聲明分析師聲明 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師，以獨立誠信、謹慎客觀、勤勉盡職、公正公平準則出具本報告。本報告準確清晰地反映了本人的研究觀點。本人不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。