1、固态电池产业路在何方分析师：张鹏登记编码：S0950523070001邮箱：证券研究报告|行业点评 2024/9/24电气设备投资评级看好固态电池是理论上高能量密度和高安全性能的最佳体系01半固态电池：本质是液态电池全固态电池：丰满的理想VS骨感的现实固态电池终端应用现状Contents目录030204固态电池是理论上高能量密度和高安全性能的最佳体系01服务实体 创造价值液态电液态电池升池升级困境：能量密度提级困境：能量密度提升趋势下，升趋势下，电解电解液限制了锂液限制了锂金属金属方向的方向的迭迭代，且和代，且和隔膜为热失隔膜为热失控短板控短板图表1：锂电池能量密度提升及材料体系变化方向资料来

2、源：德勤，五矿证券研究所现有液态锂离子电池体系能量密度已经接近电池材料利用安全极限，接近300Wh/kg能量密度瓶颈。高比能材料体系下，锂电池的热失控强度和蔓延速度都显著提升，带来更严峻的安全挑战。电解液和隔膜为电池热失控关键短板。图表2：固态电池相较液态电池在热失控抑制上的理论优势资料来源：eTransportation，何向明团队，五矿证券研究所T1：自产热温度T2：热失控触发温度T3：热失控最高温度时间温度/2004006008001000T3T2T1隔膜内短路SEI热失控全燃烧正极分解串扰反应正极+电解液能量密度=（电压*容量）/重量4服务实体 创造价值固态电池的机会：锂电池理论上高能

3、量密度和高安全性能的最佳体系固态电池的机会：锂电池理论上高能量密度和高安全性能的最佳体系电解液对锂枝晶生长的低抑制能力限制了负极向锂金属（锂金属比容量远高于人造石墨）方向迭代。固态电池从本征出发，用固态电解质替代电解液和隔膜：理论上可抑制、缓和热失控、可抑制锂枝晶生长，但固-固界面问题仍未解决。图表3：锂金属负极与电解液的界面反应，金属锂负极的锂枝晶问题资料来源：材料人，物理化学学报，五矿证券研究所金属锂负极与电解液的界面反应生成不稳定的SEISEI膜多次循环界面反应导致锂枝晶问题SEISEI膜锂负极+电解液锂枝晶刺穿隔膜图表4：固态电池应用于锂金属负极的理论优势资料来源：eTransport

4、ation，Advanced Materials，五矿证券研究所界面副反应相对弱持续的界面反应固态电池液态电池固态电解质-锂金属界面反应相对弱（室温）固态电解质高机械模量抵御锂枝晶生长5全固态电池：丰满的理想VS骨感的现实02服务实体 创造价值全固态全固态电电池池关键要素关键要素/电解质电解质：硫硫化化物长物长期潜力较期潜力较大大，但仍面临较，但仍面临较多技术和工程难多技术和工程难题题聚合物和氧化物体系率先应用。离子电导率是电解质的第一特性，硫化物电解质离子电导率可达102S/cm，接近电解液，长期潜力大。聚合物氧化物硫化物代表材料聚合物基体+锂盐+添加剂 聚合物:PEO、PPC、PC 锂盐:

5、LiBF4、LiPF6 添加剂:AI2O3、SiO2、TiO2 石榴石型 锂硫银锗矿型 NASICONNASICON型 LGPSLGPS型 LiPONLiPON型 LPSLPS型 钙钛矿型 ThioThio-LISICONsLISICONs型 离子电导率 室温：1010771010-5 5S/cmS/cm 65786578：1010-4 4 S/cmS/cm1010-6 61010-3 3 S/cmS/cm101044101022S/cmS/cm性能雷达图主要优缺点 优点：柔性好、制造容易 缺点：电导率低 优点：稳定性高、锂枝晶抵抗力好 缺点：脆性大、电导率不足 优点：电导率高，柔性好 缺点：

6、对锂金属不稳定、电压窗口低、空气不稳定图表5：三种技术路径材料体系&性能优劣分析资料来源：Solid State Roadmap 2035+，五矿证券研究所7服务实体 创造价值固态电池卡固态电池卡点点/电解质电解质：氧：氧化化物物和和硫硫化化物仍待进一步降本物仍待进一步降本氧化物和硫化物仍待进一步降本氧化物固态电解质对部分稀有金属和小金属影响较大。图表6：氧化物/聚合物/硫化物体系材料成本测算电解质原料单耗（吨/吨）价格（万元/吨）单吨成本（万元/吨）聚合物PEOPEOPEO/LiPF6/原材料成本约1 1-2 2当前销售价格/氧化物LATPLATP磷酸二氢铵0.90.550.5碳酸锂0.13