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固态电池专题研究一
全固态电池：锂电池的下一代解决方案
一、全固态电池的核心优势
1. 高能量密度：传统锂离子电池能量密度接近理论上限（高镍三元体系搭配10%硅基负极约300Wh/kg），而全固态电池通过适配高比例硅基负极（理论比容量4200mAh/g）或锂金属负极（理论比容量3860mAh/g），能量密度有望突破500Wh/kg。
2. 高安全性：采用固态电解质，可抑制锂枝晶生长与穿透；固态电解质不可燃，且耐热极限（400-1800度）显著高于液态电池隔膜（160度），从根源上降低热失控风险。
二、固态电解质的主流路线
固态电解质主要分为四类，各有优劣：
1. 聚合物：加工性好，但离子电导率低（10⁻⁷-10⁻⁴S/cm），难以抑制锂枝晶。
2. 氧化物：稳定性高，但加工性能差，界面接触问题突出，离子电导率一般（10⁻⁶-10⁻³S/cm）。
3. 卤化物：稳定性较强，与高压正极兼容性好，但成本高、易吸潮，离子电导率介于氧化物和硫化物之间（10⁻³S/cm）。
4. 硫化物：离子电导率最高（10⁻⁴-10⁻²S/cm），加工性能好，但电化学稳定性和空气稳定性欠佳，易与水分反应产生H₂S气体。目前国内外均将其作为重点攻关方向，丰田、华为、宁德时代等企业均有布局，工艺突破后有望成为未来主流。
三、核心挑战：固固界面润湿性问题
1. 化学/电化学界面问题：包括电化学稳定窗口窄（易发生氧化还原反应）、元素扩散（形成高阻抗界面层）、空间电荷层（限制锂离子传输）。
2. 物理界面问题：固态电解质无法自发渗透电极间隙，导致接触面积小；电极循环体积变化与电解质刚性结构矛盾，引发接触失效，进而导致锂枝晶生长和循环寿命缩短。
四、关键环节技术变化
1. 设备：干法电极工艺因适配硫化物电解质成为关键，可降低成本、抑制分层；等静压设备通过高压致密化增强界面接触，是核心增量环节。
2. 正极：短期沿用高镍三元，长期向低成本锰酸锂和高性能富锂锰基等锰系材料发展（固态电池可缓解锰溶出问题）。
3. 负极：中期转向硅基负极提升容量，远期采用锂金属负极。
4. 集流体：硫化物的腐蚀性问题使镍铁合金有望替代传统铜集流体，提升循环性能。
五、产业化节奏与政策支持
1. 政策托底：工信部2024年投入约60亿元支持头部企业研发，宁德时代、比亚迪等6家企业获资金支持。
2. 产业化路径：消费领域2025-2026年规模化；低空eVTOL领域2026-2028年打开市场；动力领域2027年后量产装车，2030年后逐步规模化。
六、投资建议与风险提示
1. 投资建议：重点关注硫化锂材料（厦钨新能、上海洗霸）、干法电极设备（宏工科技、纳科诺尔）、镍铁合金集流体（远航精密）等环节。
2. 风险提示：新技术进展不及预期（界面问题、工艺成熟度）、下游需求不达预期、技术路线替代风险。
$厦钨新能(SH688778)$ $宏工科技(SZ301662)$