固态电池皇冠上的宝石——硫化物电解质

$天赐材料(SZ002709)$，$厦钨新能(SH688778)$，$赣锋锂业(SZ002460)$

传统锂电池的能量密度已近极限，而且存在热失控的安全风险，因此未来技术迭代是大势所趋。

由于固态电池具有能量密度高，安全性高的优点，因此被视为未来将承继锂电池的地位，这将是一个万亿市场规模的新蓝海。

市场预期，全固态电池将于2027年正式装车，2030年规模化量产，一幅宏伟瑰丽的画卷正徐徐展开。

第一节、固态电解质类型

固态电池的主要包括：固态电解质、正极、负极、其他材料等，其中固态电解质是固态电池最大的变量。

固态电解质主要包括三种技术路线：聚合物、氧化物、硫化物。

一、聚合物电解质

（1）优点：工艺兼容性、低温性能突出（在-40℃环境下仍能正常充放电）、安全性高。

（2）缺点：室温离子电导率低、能量密度上限低（≤300Wh/kg）、电化学窗口窄。

（3）定位：聚合物电解质在消费电子和低温场景中占据优势。

二、氧化物电解质

（1）优点：化学稳定性、耐高温性、综合性能均衡、产业链成熟。

（2）缺点：界面阻抗高、循环寿命较短。

（3）定位：氧化物电解质平衡安全性与能量密度，应用于半固态电池，被视为是过渡路线。

三、硫化物电解质

（1）优点：超高离子电导率（支持10分钟快充至80%）、高能量密度（超500Wh/kg）、界面接触性好。

（2）缺点：化学稳定性差（易与水反应生成有毒H₂S气体，生产条件严格）、成本高。

（3）定位：硫化物电解质具有超高离子电导率和高能量密度，应用于全固态电池，被视为是终极路线。

第二节、硫化物电解质

由于硫化物电解质的技术壁垒高，而且在固态电池中的成本占比高达78%，因此最受市场重视。

硫化物电解质是以硫化锂（Li₂S）和五硫化二磷（P₂S₅）为基础，通过掺杂Ge、Si、Cl、Br等元素形成多元复合体系。

其中，硫化锂是硫化物固态电解质的核心原材料，其在硫化物电解质中的成本占比约为60%-80%。

硫化锂（Li₂S）的制备方法需平衡纯度（≥99.99%）、成本（30万元/吨）、规模化（量产能力）三大核心需求，目前主要包括固相法、液相法、气相法。

一、固相法

（1）技术：主要采用碳热还原法，利用碳的还原性，以固体锂源、固体硫源为原料，通过高温烧结引发固相反应，生成Li₂S并去除副产物。

（2）优点：①工艺简单，适合大规模生产。②原料成本低。

（3）缺点：①纯度低：95%-99.9%。②能耗高：需高温烧结8-12小时。③颗粒粗：产物为不规则粗颗粒，粒径1-10μm。

（4）趋势：目前大多数企业所采用的方案，过渡性量产方案。可通过“球磨细化+分步烧结”提升纯度至99%以上，适配半固态电池需求。成本有望降到30万元/吨，适合中低端场景。

（5）代表企业：

①赣锋锂业：采用锂硫直接固相法，将金属锂与硫粉在惰性气氛中高温烧结（800-1000℃），通过精确控制反应速率和气氛（如氩气保护），实现硫化锂的高纯度合成。已具备电池级硫化锂量产能力，纯度≥99.9%、D50≤5μm，可满足高导电性固态电解质材料技术要求，目前已通过客户质量认证，并已向多家下游客户供货。

②恩捷股份：采用碳热还原工艺生成硫化锂，纯度99.9%。通过独创的纳米级粒径控制技术使硫化锂粉体在300nm尺度下仍保持6mS/cm的常温离子电导率，较传统工艺提升40%。硫化锂的中试产线已经搭建完成，正在产能爬坡中。目前硫化锂以自供为主，同时也在送样下游客户，小批量出货。

③上海洗霸：通过收购有研新材的硫化物电解质资产，引入硫化氢中和法（固相法与液相法结合），将氢氧化锂与硫化氢气体在高温下反应生成硫化锂，再通过稀土分离技术实现高纯度提纯。硫化锂纯度达99.99%，粒径分布均匀（D50=2-3μm）。作为跨界者，其弹性之大是一种巨大诱惑。截止今日，2025年上海洗霸的股价暴涨298%。不过，上海洗霸的能力要得到业内广泛认可尚需一定时日。

③天齐锂业：采用锂源-硫源直接固相法，通过全球首创的循环提纯技术，在高温反应后对产物进行多段真空蒸馏和酸洗，将硫化锂纯度提升至99.9%。年产50吨硫化锂中试项目（四川眉山）落地，采用自主开发的硫化锂制备新技术、新设备，具有低风险、快速量产的能力。

④容百科技：采用高温碳热还原法，以碳酸锂、硫粉和碳粉为原料，在高温下通过碳还原生成硫化锂。 硫化锂纯度达99.95%，粒径控制在5μm以内，生产成本降低35%（降至200万元/吨）。 湖北仙桃基地已完成吨级中试线建设，单线产能达1吨/年。预计2027年应用于无人机和eVTOL电池。

二、液相法：

（1）技术：以可溶性锂源、可溶性硫源 为原料，在液体介质（水溶液或非水溶剂） 中发生离子反应，生成Li₂S沉淀，再经过滤、洗涤、真空干燥得到产品。

（2）优点：①纯度高：99.5%-99.99%。②颗粒细且均匀：通常0.1-1μm。③能耗低：能耗为固相法的1/2。④成本低。理论成本可降低到20万/吨，近期目标值是降到50万元/吨。

（3）缺点：①溶剂与环保成本高：水溶液法需处理含硫废水；非水溶剂法需回收乙醇、乙二醇等溶剂，溶剂成本占比超20%。②规模化难度大，一致性低。

（4）趋势：液相法或将成为主流。非水液相法因“高纯度+可规模化”的平衡，成为硫化物固态电池用Li₂S的核心制备路线，宁德时代、丰田等均采用非水液相法。

（5）代表企业：

①天赐材料：采用溶剂热-梯度结晶技术制备硫化锂，纯度达99.9999%，离子电导率突破8mS/cm，界面阻抗降至15Ω·cm²。2025年实现百公斤级中试，产品已向宁德时代送样验证。核心优势在于作为电解液之王，天赐具有卓越的液相法工艺成熟度与产业链协同能力，凭借超高纯度硫化锂与量产进度优势，以及与大客户的紧密合作，未来仍有望继续主导固态电解质市场。

②华盛锂电：采用液相法制备高纯硫化锂（纯度99.9%，粒径D50＜500nm），并与客户合作开发硫化物固态电解质Li₆PS₅Cl，离子电导率达5.57mS/cm，接近行业平均水平。已完成硫化锂及配套添加剂的实验室试制，计划2025年底前启动百公斤级中试。技术特色在于添加剂协同优化：建立差异化技术壁垒。

三、气相法

（1）技术：以气态锂源、气态硫源为原料，在高温真空反应器 中发生气相反应，生成的Li₂S蒸汽经冷却结晶或气相沉积得到粉末或薄膜产品。

（2）优点：①纯度极高：99.999%。气态反应无固体杂质引入，副产物可通过真空抽离。②均匀度高：可制备均匀的纳米级粉末（粒径5-50nm）。

（3）缺点：①成本高。需将锂金属加热至800℃以上使其汽化，能耗为固相法的5-10倍；反应器需超高真空和耐腐蚀材质，单台设备投资超千万元。②产量低。多为实验室级制备，单批次产量仅几克至几百克，难以实现公斤级以上量产。③风险高：Li蒸汽易燃易爆，H₂S气体剧毒，需严格的安全防护措施。

（4）趋势：气相法由于高纯度、高均匀度的优势，因此进度最快。日本聚焦薄膜产品，如丰田与东京大学合作开发“气相沉积-原位结晶”工艺，用于柔性固态电池。

（5）代表企业：

厦钨新能，采用独特的CVD（化学气相沉积法）制备硫化锂，纯度高达99.99%，粒径可达纳米级别。依托集团（厦门钨业）的金属冶炼技术和腐蚀材料开发，公司从设备开发到生产工艺，一体化布局。目前成本200万元/吨，规模化后预计可降至50 万/吨以内。已为日企持续送样高纯Li₂S。国内方面，公司与欣旺达达成固态电池合作，并积极对接清陶、中创新航等，产品测试性能领先。由于厦钨新能的进度最快，在全球固态电池材料竞争中占据先发优势，因此备受重点关注，近期股价走势也足以说明市场的喜爱程度。

如果说固态电池是电池世界的皇冠，那么硫化物电解质就是皇冠上的宝石。

哪里卡脖子，哪里出十倍股，因此硫化物电解质是最容易出现十倍股的赛道。

如果今天押宝押对了，未来注定笑傲江湖。