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1. 1 固態(tài)電池采用固體電解質(zhì)，具備能量密度、安全性高等優(yōu)勢 固態(tài)電池具備高能量密度、高安全性、不存在低溫衰減問題。（1）高能量密度：傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池能量密度小于300Wh/kg，而固態(tài)電池的能量密度能達到300-500Wh/kg。電池的能量密度是由電池的工作電壓及比容量決定的，固體電解質(zhì)不僅具有較寬的電化學窗口，能適配高電壓的正極材料，還能兼容高容量的金屬鋰負極；此外，傳統(tǒng)液態(tài)電池需將單體先進行封裝再進行串聯(lián)組裝，全固態(tài)電池可以先串聯(lián)后封裝，這能減少封裝材料的使用，降低電池系統(tǒng)的重量和體積，從而使得固態(tài)電池的能量密度得到進一步提升。（2）高安全性：傳統(tǒng)液態(tài)電池的電解液使用可燃性有機溶劑，在受到外力或封裝不善時容易發(fā)生漏液現(xiàn)象，而固態(tài)電解質(zhì)不存在液體泄漏的問題，在針刺、擠壓測試中不易短路或起火，抗物理損傷性能優(yōu)于液態(tài)電池；另外，液態(tài)電解液在150-200℃即可分解，甚至有自燃和爆炸風險，而固態(tài)電池熱失控溫度通常在200-600℃，電池安全性得到有效提升。（3）解決低溫衰減問題：全固態(tài)電池由于采用全固態(tài)電解質(zhì)，不會出現(xiàn)電解液在低溫環(huán)境下充放電效率衰減問題。 1.2 半固態(tài)電池已導入消費電子領(lǐng)域，隨著全固態(tài)成本降低&成熟度提升有望加速產(chǎn)業(yè)化 ?固態(tài)電池高安全與高比能優(yōu)勢顯著，有望率先于無人機等成本敏感度低的高端消費領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量產(chǎn)。相較液態(tài)電池，固態(tài)電池作為輕量化高比能電源更適配無人機長續(xù)航要求，此外作為高安全&高電容量便攜式電源已在手機、可穿戴設(shè)備、兒童消費電子等對安全性要求較高的消費電子產(chǎn)品上實現(xiàn)應用。 ?消費電子：目前僅半固態(tài)電池導入無人機&消費電子產(chǎn)品，后續(xù)隨著全固態(tài)電池成熟有望加速導入。輝能科技/衛(wèi)藍新能源首條40MWh/200MWh半固態(tài)產(chǎn)線用于無人機等高端消費品。VivoXFold5與S20手機機型采用了硅負極半固態(tài)電池，能量密度分別達780Wh/L與838Wh/L。 ?動力/儲能電池：全固態(tài)電池仍受性能、成本制約，目前僅半固態(tài)電池開啟規(guī)?；b車；全固態(tài)電池預計2027年開始小批量上車，2030年后規(guī)?；瘧糜趦δ茴I(lǐng)域。（1）動力電池：固態(tài)電池提升安全和續(xù)航，并有利于打造高電壓平臺、更高效的CTC技術(shù)和熱管理系統(tǒng)。我們預計短期由安全性驅(qū)動，長期由能量密度驅(qū)動，但目前技術(shù)尚不成熟，僅半固態(tài)電池小批量裝車。我們預計隨著國家補貼項目進入審核期，全固態(tài)電池有望加速小批量上車。（2）儲能電池：固態(tài)電池具備本征安全，契合儲能電池高安全要求，但循環(huán)壽命、性價比受限，當前應用以示范性儲能項目為主，需技術(shù)突破成本降低后，實現(xiàn)商業(yè)化應用。 ?國內(nèi)后續(xù)大力發(fā)展低空經(jīng)濟，而eVTOL作為關(guān)鍵載體，為固態(tài)電池應用打開想象空間。2024年3月低空經(jīng)濟首次納入政府工作報告，eVTOL迎來發(fā)展黃金期 ?eVTOL作為低空經(jīng)濟的關(guān)鍵載體，助力塑造未來城市空中交通（UAM）場景。UAM（Urban Air Mobility），即城市空中交通，通過建立低空運輸系統(tǒng)，以eVTOL（Electric Vertical Takeoff and Landing）進行載客或載貨運輸，為大型城市、都市圈及城市群創(chuàng)造了新型交通方式，有效緩解日益嚴重的地面交通擁堵問題。 ?eVTOL能量密度要求400Wh/kg以上，且對安全性要求更高，僅固態(tài)電池能夠滿足。eVTOL要求電池具備高能量密度、高倍率、高安全性等特點，僅有固態(tài)電池能夠滿足；根據(jù)四部門發(fā)布《通用航空裝備創(chuàng)新應用實施方案》指出，行業(yè)將推動400Wh/kg級航空鋰電池投入量產(chǎn)，實現(xiàn)500Wh/kg級航空鋰電池產(chǎn)品應用驗證。 ?在人形機器人領(lǐng)域，固態(tài)電池憑借高能量密度、長續(xù)航和安全性能優(yōu)勢，已成為最優(yōu)動力解決方案。（1）固態(tài)電池能量密度可達500Wh/kg，遠高于傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，可使機器人連續(xù)工作24小時以上，續(xù)航能力遠超傳統(tǒng)電池，能顯著延長人形機器人的工作時間。（2）固態(tài)電池在電池體積和重量上更具優(yōu)勢，可靈活設(shè)計以適應機器人內(nèi)部空間布局，并滿足人形機器人減重需求。（3）固態(tài)電池的安全性更高，其不易燃的固態(tài)電解質(zhì)在極端環(huán)境下更穩(wěn)定，適合機器人在工廠等室內(nèi)應用場景工作，降低了火災或爆炸風險。 ?廣汽集團的第三代智能人形機器人GoMate率先采用全固態(tài)電池，續(xù)航能力達6小時，相比同類產(chǎn)品節(jié)能80%以上。Tesla或在其Optimus三代機器人上采用固態(tài)電池。 1.3 動力電池：半固態(tài)電池進入量產(chǎn)，全固態(tài)電池為行業(yè)終局 ?固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展和應用預計將呈現(xiàn)梯次滲透趨勢。我們預計液態(tài)電池到固態(tài)電池的技術(shù)迭代路徑大致遵循“固態(tài)電解質(zhì)→新型負極→新型正極”順序。 ?目前主要進入量產(chǎn)的是半固態(tài)電池：引入固態(tài)電解質(zhì)，但仍保留少量電解液，正負極仍為三元+石墨/硅負極，并采用負極預鋰化等技術(shù)提高能量密度； ?第一代全固態(tài)電池預計于2025-2027年量產(chǎn)，能量密度200-300Wh/kg（采用全固態(tài)電解質(zhì)）：用固態(tài)電解質(zhì)逐步至完全取代電解液，并采用高鎳三元正極和石墨或硅碳負極。 ?第二代固態(tài)電池預計2027-2030年量產(chǎn)，能量密度400Wh/kg（導入高容量硅碳負極）：將逐漸減薄固態(tài)電解質(zhì)的厚度，并采用高鎳三元正極與高容量硅碳負極。 ?第三代固態(tài)電池預計2030年后量產(chǎn)，能量密度超過500Wh/kg（導入金屬鋰負極、復合電解質(zhì)及高容量正極材料）：重點攻關(guān)金屬鋰負極，逐步向復合電解質(zhì)（主體電解質(zhì)+補充電解質(zhì)）、高電壓高比容量正極（高鎳、富鋰、硫等）發(fā)展。 1.4 固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池核心，硫化物為主流技術(shù)路線 ?固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心，可分為氧化物、硫化物、聚合物、鹵化物四種技術(shù)路線，其中硫化物憑借電導率最高、兼具加工性能成為目前的國際主流路線。 ?硫化物：電導率與加工性最佳，潛力最大，仍處研發(fā)期，質(zhì)地軟，適合擠壓增強界面接觸。 ?氧化物：穩(wěn)定性與安全性最高，成本低但脆性大，加工難，電導率一般，主用于半固態(tài)電池。 ?聚合物：合成與加工簡便，率先商業(yè)化，但常溫電導率低，性能瓶頸明顯，難以支撐規(guī)模化發(fā)展，未來更可能以輔材形式與無機材料混用。 ?鹵化物：性能均衡，兼具氧化物的高氧化電位與硫化物的高電導率與可塑性，具備成本優(yōu)勢與大規(guī)模應用潛力，近年進展顯著。但因還原電位偏高，無法直接匹配金屬鋰負極，需包覆等手段解決，整體性能與成本介于氧化物與硫化物之間。 ?未來電池能量密度提升，驅(qū)動正負極向高性能迭代。 ?負極材料：目前以石墨負極為主，短中期向硅基負極發(fā)展，長期有望切換至金屬鋰。鋰電池負極材料目前以石墨為主，具有高電導率和高穩(wěn)定性等優(yōu)勢，但已接近理論比容量(372mAh/g)。（1）硅基負極理論比容量高(4200mAh/g)，但存在體積膨脹(380%)、導電性差和SEI膜不穩(wěn)定的問題，多與石墨摻雜應用。（2）鋰金屬負極理論比容量高(3860mAh/g)，電位低(-3.04eV)，導電性優(yōu)異，因此具有巨大潛力，但存在鋰枝晶、循環(huán)時體積變化等問題。整體看，負極液態(tài)向硅碳負極發(fā)展，尤其CVD法迎來突破，但固態(tài)必然向鋰金屬負極迭代，其最具備性能潛力。 ?正極材料：短期沿用高鎳體系，長期向超高鎳、富鋰錳基、高壓尖晶石等高容量正極材料迭代。固態(tài)電池電化學窗口更寬，因此可以使用的正極材料更為廣泛。半固態(tài)/固態(tài)電池短期預計仍會沿用三元高鎳體系，但或通過單晶化、氧化物包覆、金屬摻雜等手段進一步提升電壓，從而提升電池能量密度。在固態(tài)電解質(zhì)、金屬鋰負極等技術(shù)逐漸成熟后，正極材料預計向超高鎳、富鋰錳基、高壓尖晶石等新型體系進一步迭代。近期看，錳酸鋰/鎳錳酸鋰尖晶石體系進展快，未來有望迎來突破，富鋰錳基能量密度最高，但存在循環(huán)壽命等一系列短板，遠期有望迎來機會。 1.5 政策層面推進固態(tài)電池研發(fā)，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化加速 ?國內(nèi)液態(tài)電池技術(shù)顯著領(lǐng)先海外，海外加速布局固態(tài)電池，試圖彎道超車，2023-2024年頻繁宣傳全固態(tài)小批量產(chǎn)計劃；我國政策層面積極推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。 ?海外搶先布局全固態(tài)電池，意在率先卡位下一代電池技術(shù)。日本資金扶持已超2千億日元(94億RMB)，韓國已提供20%/50%的設(shè)備/研發(fā)稅收優(yōu)惠，德國已投資超10億歐元(77億RMB)，美國已投資超3億美元(21億RMB)，海外24年頻繁宣傳全固態(tài)電池量產(chǎn)計劃，目標27年小批量量產(chǎn)全固態(tài)電池。 ?為保持我國新能源產(chǎn)業(yè)競爭力，國家多部門重點支持固態(tài)電池，目標2027年實現(xiàn)千量上車計劃。 ?國資委成立固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)合體。由中國一汽牽頭，有研廣東院、國聯(lián)研究院、東風汽車、長安汽車等27家單位聯(lián)合組建，目標26年實現(xiàn)硫化物全固態(tài)裝車示范應用，能量密度400wh/kg，循環(huán)壽命1000次。 ?工信部推出60億元重大研發(fā)專項，預計2025年完成小試（工信部項目中期審查），2026年中試，2027年完成小規(guī)模量產(chǎn)。寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛(wèi)藍和吉利共六家企業(yè)獲得政府基礎(chǔ)研發(fā)支持，計劃最終分為七大項目，涵蓋聚合物和硫化物等不同技術(shù)路線。我國項目支持力度空前，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化加速，目標27年小批量量產(chǎn)全固態(tài)電池，實現(xiàn)千輛級別的示范運營。 ?發(fā)改委發(fā)布超長期國債。對布局固態(tài)電池的企業(yè)和機構(gòu)給予實際投資額15%的資助，企業(yè)自行進行申報，由當?shù)匕l(fā)改委推薦至國家發(fā)改委審核發(fā)放。 1.6 海外玩家進度：日韓企業(yè)率先制定量產(chǎn)計劃，歐美初創(chuàng)公司仍處于送樣測試階段 ?海外玩家全固態(tài)布局更早，海外企業(yè)全固態(tài)電池計劃量產(chǎn)時間集中在2026-2030年，技術(shù)路線以硫化物為主要方向。（1）日本整車廠：重點布局硫化物路線，本田明確將于2025年1月開始試生產(chǎn)全固態(tài)電池；豐田最新宣布2026年開始量產(chǎn)全固態(tài)電池。（2）韓國電池廠：三星SDI和LGES均布局硫化物技術(shù)路線，SKOn布局復合氧化物復合材料、硫化物雙路線，三家均計劃在2027-2030年實現(xiàn)量產(chǎn)或商業(yè)化。（3）歐美電池廠：Factorial、QuantumScape和SolidPower三大固態(tài)電池初創(chuàng)公司與頭部整車廠合作，目前全固態(tài)電池已送樣至奔馳及寶馬等頭部玩家，也以硫化物為主。 ?與大眾Powerco合作開發(fā)固態(tài)電池的QuantumScape采用氧化物路線，推出優(yōu)化版電解質(zhì)有望加速其固態(tài)電池中試。2025年6月QS宣布其先進的Cobra隔膜（氧化物電解質(zhì)）工藝已成功集成到基線電池生產(chǎn)中。與上一代的Raptor工藝相比，Cobra的熱處理速度提升了約25倍，且每次薄膜啟動所占物理空間大幅縮減，這些優(yōu)勢對設(shè)計可擴展的GW級超級工廠生產(chǎn)線至關(guān)重要。QS的QSE-5B樣固態(tài)電芯已于近期進入小批量生產(chǎn)，并向部分汽車客戶交付，Cobra隔膜的推出有望加速Q(mào)SB1樣品中試&上車。 ?國內(nèi)電池廠在全固態(tài)電池領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃總體呈現(xiàn)穩(wěn)步推進態(tài)勢，多數(shù)企業(yè)計劃在2027-2028年實現(xiàn)小批量裝車或量產(chǎn)目標。（1）寧德時代重點布局固態(tài)電池，目標2027年小批量量產(chǎn)；短期由半固態(tài)電池過渡，推出凝聚態(tài)電池，預計快速實現(xiàn)量產(chǎn)。（2）二/三線廠家目標2026-2027年完成小批量裝車。國軒高科計劃2027年小批量裝車，2029-2030年量產(chǎn)，目標2030年實現(xiàn)350Wh/kg能量密度；億緯鋰能計劃2027年小批量裝車，2028年量產(chǎn)，其固態(tài)電池2024年已完成第一代技術(shù)開發(fā)；中創(chuàng)新航計劃2027年小批量裝車，2028年量產(chǎn)。 ?硫化物仍為國內(nèi)電池玩家主流選擇，寧德、國軒、中航均采用硫化物電解質(zhì)路線，億緯布局硫化物的同時也布局了鹵化物與聚合物。 ?國內(nèi)整車廠在固態(tài)電池方向加快布局，技術(shù)路線雖較為多元，但整體仍以硫化物為主流，部分企業(yè)兼顧聚合物方案，預計將在2027年前后實現(xiàn)小批量上車。（1）比亞迪進展領(lǐng)先，2024年已實現(xiàn)60Ah級固態(tài)電芯中試下線，能量密度達400Wh/kg，規(guī)劃2027–2029年實現(xiàn)小批量裝車，2030–2032年進入量產(chǎn)爬坡期，有望滲透到主流電動車型，規(guī)?？蛇_12萬輛。（2）上汽清陶已布局全固態(tài)產(chǎn)線，預計2025年投產(chǎn)，目標能量密度406Wh/kg，2027年裝車上市。（3）廣汽埃安計劃2026年小批量裝車。（4）一汽、吉利計劃2027年小批量裝車。（5）長安汽車提出“長安全固鋰量”方案，預計2025年完成樣件開發(fā)，2027年實現(xiàn)小批量裝車。 1.7 隨著各家固態(tài)電池陸續(xù)產(chǎn)業(yè)化，2029年設(shè)備需求有望超200億元 我們假設(shè)（1）固態(tài)電池行業(yè)2025年陸續(xù)完成中試，2026-2027年陸續(xù)小批量裝車，2028-2029年形成規(guī)?；慨a(chǎn)，全球固態(tài)電池產(chǎn)能有望從2024年的17GWh提升至2029年的190GWh，5年合計新增約173GWh。（2）當前中試階段單GWh設(shè)備價值量在5-6億元，后續(xù)隨著規(guī)模化量產(chǎn)及設(shè)備節(jié)拍&良率提升有望降至2.5億元/GWh。（3）海外中試進展2025年前快于國內(nèi)，但隨著我國固態(tài)電池政策陸續(xù)落地，我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進度有望超過海外玩家。
