电力设备行业点评：固态电池技术持续发展，产业化渐行渐近

固态电池相较液态锂电具备能量密度与安全性优势。由于液态电池中电解液的有机溶剂具有易燃、易腐蚀以及存在锂枝晶等问题，因此有产生热失控的可能性。而固态电池则是将固态电解质部分或全部替代液态电解质的一种电池技术。当前固态电池具有不可燃性、较强的热稳定性以及可抑制锂枝晶形成等特性，相比液态电池而言，安全性有着显著的提升。此外，固态电池可兼容高比容量正负极，因此可大幅提升能量密度。其中半固态可达350Wh/kg+，准固态可实现400Wh/kg+，全固态可突破500Wh/kg。 2024年，车企、手机厂、电池及材料厂公布了在固态电池行业的进展。 2024年上半年，vivo发布了行业首个搭载半固态蓝海电池的X Fold3系列；太蓝新能源开发出了能量密度达720Wh/kg全固态锂金属电池；广汽埃安则官宣研发完成了30Ah大容量全固态电芯，并计划在2026年率先用于昊铂车型。而在去年下半年，华为公布了硫化物电池的专利布局；欣界能源的锂金属固态电池则搭载在了亿航智能的eVTOL上。此外，电池企业中，国轩高科、蜂巢能源、鹏辉能源、中创新航等均发布了半固态电池/全固态电池新品。 今年以来，国家工信部、珠海工信部、上海市政府等发布的一些政策文件中，均涉及到了固态电池。今年1月，上海市政府提出加快形成以系统集成为核心的先进锂电池-固态电池上下游核心材料及装备技术产业链；今年2月，国家工信部等八部门则表明要加强钠电池、固态电池、液流电池等新型储能技术标准布局；今年3月，珠海工信部表明要在2027年前进行固态电池关键材料和技术攻坚，20230年推动固态电池实现产品批量交付；3月国家工信部制定了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，相比2020年版在安全性能上更为严格，因此预计将加速推进固态电池的技术进步。 从液态电池转向固态电池过程中，技术迭代路径预计为电解质-负极-正极。固态电解质当前主流的技术路线包括氧化物、硫化物、聚合物，而卤化物路线在近几年也逐步引起了市场的关注；负极短期以石墨和硅碳为主，长期预计将使用金属锂；固态电池的高能量密度要求将推动正极向高镍、富锂等方向发展；半固态电池仍需使用隔膜，对隔膜孔径和强度有更高要求。目前，在宁德时代的全固态电池方案中，其正极采用高镍三元，负极采用锂金属或合金，电解质采用硫化物路线。而在比亚迪得全固态电池的方案中，其正极、负极、电解质则分别采用高镍三元、硅基负极、硫化物电解质。 车企端导入固态/半固态电池意愿较为旺盛，国内外传统液态电池头部公司，以及行业初创企业均在积极布局固态电池技术。车企中，目前已有包括国内的比亚迪、长安、上汽、小鹏、广汽、岚图、奇瑞、东风，以及海外的奔驰、丰田、日产、现代、大众等车企进行了固态电池布局。而对于电池企业而言，既有清陶能源、卫蓝新能源、太蓝新能源等初创企业，也有宁德时代、比亚迪等传统的液态锂电池公司，亦有美国、韩国、日本等海外企业进行了固态电池的研发。 投资建议：由于固态电池的优势在于安全和续航，预计未来在飞行端、新能源车端、消费电子端以及储能端都会有所应用。电池端建议关注宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、冠盛股份；材料端建议关注三祥新材、上海洗霸、金龙羽、东方锆业、厦钨新能、元力股份、天奈科技、道氏技术。 风险提示：固态电池技术研发进度不及预期；固态电池政策落地不及预期；下游需求不及预期。 一、固态电池为下一代电池技术，政策持续推动技术升级 1.1固态电池为液态锂电池升级方向，可解决能量密度短板与安全性问题 当前锂电池普遍采用的液态电池体系，能量密度天花板较为有限。液态锂电池体系中电解液由溶剂、溶质以及添加剂组成，由于液态电解液中的有机溶剂具有易燃、易腐蚀以及存在锂枝晶等问题，因此有产生热失控的可能性。在这种情况下，也限制了液态电池的高电压正极以及锂金属负极等高能量材料的使用。目前液态锂电池的能量密度天花板预计是300Wh/kg。 近年来固态电池技术快速提升，有望成为新一代的锂电池技术方向。固态电池采用固态电解质，部分或全部替代液态电解质。根据SMM数据，根据电解液的质量占比，电池可细分为液态（（25wt%）、半固态（（5-10wt%）、准固态（（0-5wt%）和全固态（（0wt%）四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。固态电池可大幅提升电池的安全性、能量密度，是现有材料体系长期潜在技术方向。 固态电池具备安全性和能量密度高的特点。 不可燃性、热稳定性：液态电解液易燃、易挥发，分解温度约200℃（隔膜160℃），并存在腐蚀和泄露的安全隐患。而固态电解质具有不可燃、无腐蚀、无挥发等特性，可在更高倍率和更高温度运行，同时内部无液体不流动，从而大幅降低热失控风险。 可抑制锂枝晶形成：液态电池中，锂枝晶的生长容易刺破隔膜，从而造成短路，而固态电解质具备高机械强度，锂枝晶生长缓慢且难刺透，进而提升电池安全性能。 高能量密度：固态电池可兼容高比容量正负极，因此可大幅提升能量密度。半固态可达350Wh/kg+，准固态可实现400Wh/kg+，全固态可突破500Wh/kg。 1.2 2024年多行业公司加码固态电池，2025年政策推动技术继续升级 2024年，车企、手机厂、电池厂以及材料企业都公布了自身在固态电池行业的进展。 其中在去年上半年，vivo发布了行业首个搭载半固态蓝海电池的XFold3系列；太蓝新能源开发出了能量密度达720Wh/kg全固态锂金属电池；广汽埃安则官宣研发完成了30Ah大容量全固态电芯，并计划在2026年率先用于昊铂车型。而在去年下半年，华为公布了硫化物电池的专利布局；欣界能源的锂金属固态电池则搭载在了亿航智能的eVTOL上。此外，电池企业中，国轩高科、蜂巢能源、鹏辉能源、中创新航等均发布了半固态电池/全固态电池新品。 图表1：2024年固态电池行业事件回顾 今年以来，国家工信部、珠海工信部、上海市政府等发布的一些政策文件中，均涉及到了固态电池。其中在今年1月，上海市政府发布的文件中，提出加快形成以系统集成为核心的先进锂电池-固态电池上下游核心材料及装备技术产业链；今年2月，国家工信部等八部门则表明要加强钠电池、固态电池、液流电池等新型储能技术标准布局；今年3月，珠海工信部表明要在2027年前进行固态电池关键材料和技术攻坚，20230年推动固态电池实现产品批量交付。 电动汽车电池新安全要求预计将加速推动固态电池行业的技术进步。2025年3月，国家工信部制定了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》（，该安全要求由国家市场监管局及国家标准管委会发布。相比2020版，本次的安全要求修订了热扩散测试，即要求不起火、不爆炸（仍需报警），烟气不对乘员造成伤害，此外也新增了底部碰撞测试以及快充循环后安全测试。对于新申请型式批准的车型，该规定将于2026年7月1日实施，而对于已获得型式批准的车型，该规定将于2027年7月1日实施。由于该文件对安全的要求更高，因此预计将加速推进固态电池的技术进步。 图表2：2025年固态电池行业政策颁布 二、固态电解质为核心技术，其他材料体系亦需创新 从液态电池转向固态电池过程中，技术迭代路径预计为电解质-负极-正极。从研发角度来看，固态电池有三个阶段，第一代是用固态电解质替换掉传统电解液和隔膜等；第二代是使用锂金属作为负极材料以提升能量密度；第三代是在第二代基础上，将正极材料替换为更高能量密度材料，以进一步提升电池的能量密度。 1）电解质：目前主流路线包括氧化物、硫化物、聚合物、卤化物等四种 固态电池的技术核心是固态电解质，当前主流的技术路线包括氧化物、硫化物、聚合物，而卤化物路线在近几年也逐步引起了市场的关注。 氧化物固体电解质：热稳定性优异（600℃以上），适配高电压正极材料（如高镍三元），制造成本较低；但是界面接触差导致循环寿命短，室温电导率低（约10⁻⁴ S/cm ），需添加液态电解液或聚合物改善性能。 硫化物固体电解质：离子电导率最高（室温达10⁻³ S/cm ），能量密度潜力大，适配全固态体系；但化学稳定性差（易氧化产生硫化氢），制备成本高，需无氧环境封装。 聚合物固体电解质：加工性好（兼容现有产线），柔性适配消费电子，成本可控；但是室温电导率低（需加热至60℃以上），能量密度天花板明显。 卤化物固体电解质：兼顾高氧化稳定性、宽电化学窗口、离子电导率。成本较低、环境友好，具有更为优异的高电压正极稳定性。但离子电导率较低、合成工艺路线较少，且负极较为不稳定。 2）负极：短期以石墨和硅碳为主，长期预计采用金属锂 固态电池负极短期以石墨和硅碳为主，长期预计将使用金属锂。固态电池负极材料体系包括了以石墨为代表的碳族负极，这种材料技术成熟，充放电效率高，短期内将会是固态电池的主流，但预计长期则会被具有更高容量的金属锂负极所替代。而氧化物负极材料虽然有较高的比容量，但是其可能会在电化学过程中消耗Li，从而或将导致电池的容量发生损失以及形态发生变化。 图表3：固态电池负极材料主要体系及性能 3）正极：向高镍、富锂等方向发展 固态电池对能量密度要求高，正极向高镍、富锂等方向发展。目前市场主流正极材料包括钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）以及三元正极材料（NCM及NCA）。 固态电池专利中，正极依然主要使用三元材料或磷酸铁锂，与传统的液态电池一致。得益于固态电解质电压稳定性提升，正极可在现有体系基础上升级为高电压材料，提升工作电压，带来功率、快充等性能的提升。在固态电池对能量密度的高要求下，正极材料有望向高镍及富锂等方向发展。 4）隔膜：多企业在电解质膜上取得进展 半固态电池仍需使用隔膜，对隔膜孔径和强度有更高要求。半固态电池结构和液体电池相似，都需要液体电解液进行离子传导，因此也需要以隔膜作为锂离子的迁移通道，并阻隔正负极。从材料上来看，半固态电池所需要的隔膜应该具备1）更大的孔径结构和孔隙率，以实现快充快放；2）更高的隔膜强度和更薄的厚度，以提升电池的能量密度； 3）需要耐高温材料，以确保半固态电池的安全性。 2024年11月，太蓝新能源与长安汽车联合发布无隔膜固态电池产品及技术，即以固态电解质膜替代传统锂电隔膜。太蓝新能源无隔膜固态电池技术可以实现对多种材料体系的兼容，涵盖了NCM、LFP、LMFP等多元化材料组合。目前25Ah级别产品已具备3C充电、4C放电的快充能量。太蓝新能源计划于2025年开启无隔膜半固态电池批量生产和样包开发，并在2026年实现装车验证。 星源材质、恩捷股份、长阳科技等电解质膜已取得实质性进展。目前星源材质开发的固态电解质膜产品已经进入多家客户认证或测试阶段，并已小批量供货；恩捷股份硫化物全固态电解质处于送样验证阶段；长阳科技电解质复合膜基膜已取得固态电池行业头部客户小批量订单以及腰部客户的企业订单。 5）企业布局：国内当前以高镍三元、硅基负极为主，更多布局硫化物路线 当前布局固态电池的企业中，正极普遍以高镍三元为主，负极以硅基负极为主，电解质则更多布局硫化物路线。根据鑫椤锂电数据，目前宁德时代全固态电池的方案，正极采用高镍三元，负极采用锂金属或合金，电解质采用硫化物路线，其目标是2027年提高到7-8级实现小批量试生产；比亚迪全固态电池的方案中，正极、负极、电解质分别采用高镍三元、硅基负极、硫化物电解质（复合卤化物），其电芯容量可做到60Ah以上，能量密度达400Wh/kg。 图表4：头部公司全固态电池布局 三、国内外加速研发进程，多方企业深度布局固态电池 3.1车企：国内外车企积极导入 固态电池具备安全性、能量密度优势，为提升新能源汽车产品动力性能表现，车企端导入固态/半固态电池意愿较为旺盛。目前已有包括国内的比亚迪、长安、上汽、小鹏、广汽、岚图、奇瑞、东风，以及海外的奔驰、丰田、日产、现代、大众等车企进行了固态电池布局。 图表5：车企固态电池进展及计划 3.2电池企业：初创企业与液态锂电龙头持续加码 国内外传统液态电池头部公司，以及行业初创企业均在积极布局固态电池技术。目前布局固态电池