固态电池产业链：多材料体系并行发展，成本下降有望超预期
思瀚产业研究院    2024-10-22

1、固态电解质：多数厂商专注于氧化物和硫化物路线

根据电解质材料的不同，固态电池可分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系。固态电池技术早期研究以聚合物电解质为主，因此聚合物体系工艺最为成熟。但随着聚合物电解质性能达到上限难以突破，固态电池技术研究逐渐过渡到以氧化物系和硫化物系为主。

氧化物体系分为薄膜和非薄膜类，前者开发重点在于容量的扩充与规模化生产，后者综合性能较好，是当前研发的重点方向；硫化物体系处于发展空间巨大与技术水平不成熟的两极化局面，亟需解决安全性等问题。

氧化物综合性能好，体系制备难度适中，但电导率较低。氧化物具有较好的导电性和稳定性，热稳定性高达 1000℃，同时机械稳定性与电化学稳定性都较好。但与硫化物相比，氧化物电导率仍偏低，将限制电池容量、倍率性能进一步提升。

此外，氧化物电解质孔隙率非常高，无法导锂。目前国内主要研究方向为固液混合氧化物固态电池，既有氧化物的固态电解质层，又有电解液浸润，以此填充孔隙，实现完好的导锂通道。

硫化物固态电解质是理论上最佳的固态电解质材料。硫化物固态电解质的电导率最高，并且电化学稳定窗口较宽，可以在 5V 以上，且兼具强度和加工性能、界面相容性好，是理论上最佳的固态电解质材料。

诸多动力电池巨头（丰田、本田、LG、松下、宁德时代等）选择其为主要技术路径，其中丰田最为激进，拥有全世界最多的固态电池专利。但硫化物热稳定性差、热反应起始温度高达 400～500℃，与正极材料兼容度差，制备工艺复杂，因此目前尚难量产。

聚合物固态电解质当前技术最成熟、最早实现实际应用。聚合物固态电解质（SPE），由聚合物基体（如聚酯、聚醚和聚胺等）和锂盐（如 LiClO4、LiAsF6、LiPF6等）构成。室温下离子电导率为10−8~10−6s/