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固态电池以非凡的安全性和极高的能量密度，被视为电池技术的“终极解答”。随着技术的日益成熟，我国固态电池的产业化进程加速推进，众多全固态电池产品近期集中亮相。

全固态新产品带动固态电池板块成为近期市场少有的亮点。业内人士认为，在全固态电池产业化过程中，确定性较高的机遇可能在于原材料硫化锂的降价；而半固态电池凭借高安全性、对现有产线的良好兼容性、工艺简单、成本较低等优势，有望成为当下的液态电池向全固态电池的过渡方案，先于全固态电池量产，带来一轮投资机会。

超越液态电池性能

固态电池顾名思义，采用固体正负极和固体电解质，与依赖液体电解质的传统锂电池形成根本区别。根据液体电解质含量的差异，固态电池可分为三种类型：半固态（液体电解质质量小于 10%）、准固态（液体电解质质量小于 5%）、全固态（不含液体电解质）。

与液态电池相比，固态电池在性能上主要有三大优势：

一是能量密度高。固态电池电化学窗口宽（超过 5V），可兼容更多高电压正极材料（如高镍正极、镍锰尖晶石正极），还能利用硅、锂作为负极材料，从而实现更高的能量密度。其较高的电压和良好的安全性还可以简化电池结构，提升电芯能量密度。三元铁锂电池能量密度一般在 180-230Wh/kg，鹏辉能源（300438.SZ）近日公布的第一代固态电池能量密度达到 280Wh/kg，卫蓝新能源、国轩高科（002074.SZ）已研发出能量密度为 360Wh/kg 的半固态电池。高能量密度带来更长的续航里程，在应用于上汽智己 L6 的光年固态电池续航据悉超过 1000 公里。

二是安全性好。锂离子电池的电解液存在泄露风险，且在温度过高时有自燃和爆炸危险。固态电解质热稳定性佳、不易燃、不易爆炸，没有液体泄露的风险，且因其化学活性相对稳定，受环境温度影响较小，在碰撞和挤压等情况下也具备更高稳定性。固态电池温域更广，在高低温环境下表现更佳，鹏辉能源的固态电池产品运行温域宽至 -20℃~85℃。

三是循环寿命长。固态电池采用不可燃固态电解质替代易燃有机电解液，可抑制锂枝晶刺穿隔膜造成的短路，大幅提高电池安全性与循环寿命。固态电解质的机械强度较高，可在电池膨胀或收缩时保持结构完整性，减少机械应力导致的电池性能衰减。固态电解质与电极材料之间的界面兼容性更好，减少界面阻抗的增长，有助于维持电池长期稳定的充放电性能，理想情况下，固态电池循环性能可高达约 45000 次。

正负极材料升级带来迭代机遇

鉴于液态电池能量密度已接近技术瓶颈，固态电池被认为未来将部分甚至完全替代液态电池。那么，从产业链角度看，它们有哪些异同？替代过程中会出现哪些新的投资机遇？

先看相似点。从电池结构上，固态电池与液态电池结构类似，均由正极、负极、电解质组成。

从产业链角度来看，固态电池和传统锂电池的产业链构成大致相同，都包含上游资源端、中游制造端和下游应用端。从成本角度，电池材料都是其主要成本来源。

两者主要的区别在于使用材料的不同。固态电池技术的发展和应用将按“固态电解质→新型负极→新型正极”形式呈现梯次渗透，核心在于引入新材料体系。其中，负极材料将从石墨向硅基负极、含锂负极、金属锂负极升级；正极材料将从高镍三元，向高电压高镍三元、超高镍三元，再向尖晶石镍锰酸锂、层状富锂基等新型正极材料迭代升级；隔膜将从传统隔膜，向氧化物涂覆隔膜升级，最终取消隔膜。

正极方面，目前的磷酸铁锂、三元材料体系仍可继续沿用，后续可使用高电压正极材料实现更高能量密度。目前，固态电池正极开发主要集中在高镍三元正极、镍锰酸锂、富锂锰基等路线。其中，高镍三元正极凭借能量密度高、倍率性能好、商业化程度高等优势，成为当前主流。富锂锰基、镍锰酸锂等材料高能量密度优势突出，有望成为未来新方向。上市公司中，容百科技（688005.SH）、当升科技（300073.SZ）均已经实现高镍三元产品对固态电池企业的出货，国轩高科、贝特瑞（835185.BJ）亦有布局。

负极方面，固态电池的负极材料主要包括石墨、硅、金属锂等，与液体电池区别较大。短中期来看，硅基负极有望成为固态电池负极材料主要解决方案。硅理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨类负极材料克容量（372mAh/g）的十倍以上，具有电位低、克容量高、能量密度高、资源储量足、成本低等优势。长期来看，金属锂将成为固态电池负极的终极选择。金属锂具有理论克容量高、电极电位低等优势，但目前金属锂产业化还存在一些挑战，主要包括锂枝晶穿刺隔膜引起的短路、循环过程中体积变化带来的断路现象以及不稳定的SEI膜造成的性能衰减问题等。

硅基负极方面，杉杉股份（600884.SH）、翔丰华（300890.SZ）、璞泰来（603559.SH）、贝特瑞、中科电气（300035.SZ）等均有产能规划；金属锂负极方面，赣锋锂业（002460.SZ）、天齐锂业（002466.SZ）等锂资源传统巨头有望在远期享受负极迭代和需求增长带来的市场红利。

作为固态电池技术应用的首要“变量”，固态电解质根据材料类型不同，主要可分为聚合物固态电解质和无机固态电解质，前者代表性体系是PEO聚环氧乙烷，后者则包括氧化物、硫化物和卤化物体系。

氧化物电解质以其优异的热稳性和抗锂腐蚀性闻名，适用于半固态电池。代表性企业包括TDK、丰田、清陶能源、赣锋锂电、国轩高科、辉能科技等。

硫化物电解质导电性优异，被视为全固态电池的理想材料。代表性企业包括三星SDI、SK、LG新能源、宁德时代、比亚迪、鹏辉能源等。

氧化物电解质根据晶体结构分为钙钛矿结构型（LLTO）、石榴石结构型（LLZO）、快离子导体型（LATP）、硫代磷酸盐（LGPS）等，会增加对锆、镧、钛、锗等原材料的需求。

LLZO原料包括二氧化锆、硝酸锆、碳酸锆。我国锆矿资源匮乏，进口依赖度超过90%。国内主要生产企业为东方锆业、三祥新材、凯盛科技等。

LLZO/LLTO原料包括氧化镧、硝酸镧、氢氧化镧。中国是稀土资源大国，贡献了全球70%的产量。盛和资源、北方稀土等企业具备氧化镧产能。

LLTO/LATP原料包括二氧化钛、焦磷酸钛。国内钛资源储量丰富，占全球29%。主要生产企业为中核钛白、龙佰集团、钒钛股份等。

LAGP、硫化物固态电解质LGPS等原料包括二氧化锗、硫化锗。国内主要生产企业为云南锗业、驰宏锌锗。

硫化锂降低全固态电解质成本至关重要

硫化物电解质适用于全固态电池，主要材料包括硫化锂（Li2S）、硫化钠（Na2S）、硫化钾（K2S）等。其中，硫化锂路线备受关注。

在不同晶体结构的硫化物电解质中，Li6PS5Cl（LPSCl）综合考虑热安全、成本和工艺等因素，被认为是全固态电池的理想选择。

硫化锂昂贵的价格制约了硫化物电解质的商业化。以LPSCl为例，硫化锂作为关键原料，其价格超过65万美元/吨，远高于商业化阈值。

目前，硫化锂的主要生产方法包括机械球磨法、高温还原法和溶剂法。这些工艺对温度、水分和能耗要求严格，且需在惰性气氛下进行，导致硫化锂价格居高不下，占硫化物固态电解质成本的近80%。

硫化物固态电解质在应用中面临着一些问题，比如固态界面接触不良导致离子传输效率下降、容易与水分反应产生有毒气体，以及制储过程需要惰性环境等。改进硫化锂的制备工艺成为降低硫化物电解质乃至全固态电池成本的关键。提前布局硫化锂的上市公司有望率先从全固态电池的发展中受益。

一些公司已经在硫化锂的产业化方面取得了进展。天齐锂业已完成下一代硫化锂产业化的相关支持工作，与十余家下游客户开展合作，不断提升产品质量和优化降本技术；恩捷股份的控股子公司湖南恩捷前沿新材料已建成固态用高纯硫化锂产品的小试吨级年产能，并搭建完成百吨级硫化锂中试生产线。

容百科技于2023年12月申请了涉及硫化锂制备方法的专利，可通过添加有机硫源来提高硫化锂的纯度；蓝海华腾的参股子公司高能时代也在成本可控的前提下实现了吨级硫化锂原材料的量产，且物相XRD检测结果显示材料纯度较高，其硫化物电解质的离子电导率性能检测结果可对标世界顶尖水平。