2025.7.10固态电池研究报告

摘要

固态电池在安全性与能量密度上优势显著，其采用固态电解质替代液态电解质及隔膜，初始放热温度超 200℃，具有不可燃特性，且能阻挡锂枝晶穿刺以降低短路风险；能量密度可突破 500Wh/kg，助力电车实现更长续航。不过，其存在离子电导率低、循环寿命差及成本高昂等问题。

固态电池技术路线按电解质材料可分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种，各有优劣，其中硫化物因离子电导率高（部分超越电解液）、界面接触性能好、柔韧可加工性强，成为主流厂商重点布局方向。

政策及产业链支持力度持续加大，推动固态电池商业化加速。政策端，2020 年起国家将固态电池研发上升至国家层面，2023 年加强标准体系，2025 年 3 月提出建立全固态电池标准体系。电池端，宁德时代 5GWh 全固态产线已投产，国轩高科发布 “金石” 全固态电池，计划 2026 年装车测试，2027 年小批量量产，2030 年大规模量产。车企端，多家企业规划 2025 年下线车规级电芯，2026 年部分装车测试，2027 年小批量量产，2030 年大规模上车。预计 2027 年固态电池规模达 1GWh，2030 年达 100GWh。

投资分析

相关公司纳科诺尔（干法电极设备）、远航精密（镍铁基集流体）、灵鸽科技（前端物料自动化处理）；贝特瑞、天马新材等。风险提示包括进度不及预期、新技术替代、原材料价格波动等。

一、固态电池安全性更强、能量密度更高

1.1 固态电池：安全性更佳、能量更高

传统液态锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液构成，正负极影响能量密度，电解液以有机溶剂为介质影响锂离子迁移。固态电池主要由正极、负极、固态电解质组成，以不可燃固态电解质替代液态电解质。

按内部液体含量划分：液体含量超 10% 为液态电池；5%-10% 为半固态电池；0% 为全固态电池。固态电池可实现更高能量密度与更强安全性。

1.2 能量密度更高：打破瓶颈，实现更长续航

液态锂离子电池理论能量密度上限为 300Wh/kg，目前已接近该上限。固态电池采用固态电解质，能量密度可突破 500Wh/kg，助力电车提升续航。

发展路径数据：液态电池能量密度 250Wh/Kg，半固态 350Wh/Kg，准固态 400Wh/Kg，全固态 500Wh/Kg；工作温度方面，液态 55℃，半固态 80℃，准固态和全固态达 150℃以上。

1.3 安全性更高：不易热失控

液态电池存在热失控问题：温度低于 60℃正常工作；升至 90℃以上时，负极 SEI 膜分解，嵌锂碳与电解液反应加剧热失控，产生可燃气体，隔膜熔化引发内部短路；温度超 200℃时，电解液分解释放氧气，可能导致燃烧或爆炸。

固态电池以固态电解质替代液态电解质及隔膜，初始放热温度超 200℃，无液态流动电解质，具有不可燃特性，更安全；同时，致密固态电解质可阻挡锂枝晶穿刺，降低短路风险。

1.4 缺点：离子电导率低、循环寿命差、成本高

• 离子电导率低与循环寿命差：固态电池电极与电解质为固 - 固接触，接触面积小、界面电阻高；固体电解质存在大量晶界，晶界电阻高于本体电阻，不利于锂离子传输，影响快充与循环寿命。且固 - 固接触为刚性接触，对电极体积变化敏感，循环中易导致接触变差、应力堆积，造成性能衰减甚至裂缝，缩短循环寿命。

• 成本高昂：固态电解质含锆、锗等高价稀有金属；高活性正负极材料尚未成熟；全固态电池对生产工艺、成本和质量控制要求严苛，生产设备替换率高，成本预计显著高于液态电池。

不同电解质电导率对比：聚合物固态电解质常温 10⁻⁵S/cm、高温 10⁻⁴S/cm；氧化物固态电解质 10⁻⁴-10⁻³S/cm；硫化物固态电解质 10⁻¹S/cm；液态电解质 10⁻¹S/cm。

二、技术方向多样，硫化物为主流方向

2.1 路线：硫化物未来潜力最大，为主流厂商布局重点

技术路线对比

类型	材料	离子导电率	材料成本	制备成本	优点	缺点
聚合物	PEO、PVDF 等	室温 10⁻⁷-10⁻⁵S/cm，65-78℃达 10⁻⁴S/cm	较高	较高	易加工、与现有工艺兼容	常温电导率低，化学稳定性差，不适用于高电压正极，电化学窗口窄
氧化物	LLZO、LLTO 等	10⁻⁶-10⁻³S/cm	较低	较高	导电性和稳定性好，热稳定性达 1000℃，机械及电化学稳定性佳	离子电导率低于硫化物，刚性大，与正负极界面接触差，电池孔隙率高，超薄薄膜制备难
硫化物	LGPS、Li₆PS₅ₓ等	10⁻⁷-10⁻²S/cm	较低	高	电导率高，工作性能优，机械加工性强，界面接触好、电阻小，电化学窗口宽	界面不稳定，易与正负极反应，对空气水分、氧气敏感，产生硫化氢剧毒气体
卤化物	LiI、LiBr 等	10⁻⁴-10⁻³S/cm	较高	高	离子电导率良好，成本潜力低，电化学窗口宽	还原电位低，无法与金属锂负极匹配，耐潮性差

硫化物成主流布局方向：硫化物固态电解质离子电导率高（部分超越电解液），界面接触性能与柔韧可加工性好，成为主流厂商重点布局路线。

国内外企业布局情况：

• 中国：宁德时代（硫化物 + 卤化物，20Ah 样品试制，2027 年小批量量产，能量密度 500wh/kg）、清陶能源（卤化物 + 硫化物，2026 年装车验证）等。

• 日本：丰田（硫化物，2026 年小批量产，10 分钟充满，续航 1000-1200km）、本田（硫化物，2025 年试生产）等。

• 韩国：三星 SDI（硫化物，2027 年小批量量产，能量密度 500wh/kg）、LG 新能源（聚合物 + 硫化物，2027 年小批量量产）等。

• 美国：QuantumScape（氧化物 + 硫化物，B 样测试，能量密度 301wh/kg）、Solid Power（硫化物，样品交付宝马路试）等。

三、政策及产业链支持加大，固态商业化加速

3.1 政策端：支持政策持续出台

时间	主体	内容
2017/4	工信部、国家发改委等	2020 年电池单体比能量≥300Wh/kg，力争 350Wh/kg，系统比能量力争 260Wh/kg、成本≤1 元 / Wh；2025 年系统比能量≥350Wh/kg
2020/10	工信部指导，中国汽车工程学会牵头	2025-2035 年分类型设定比能量、寿命、成本目标（如 2025 年高端型比能量 > 350Wh/kg 等）
2020/11	国家发改委	实施电池技术突破行动，首次将固态电池研发上升至国家层面
2023/1	多部门	开发新型储能电池，加强产业化攻关，加快研发固态电池，研究标准体系
2025/2	工业和信息化部	支持储能用固态电池发展，加快长寿命、高安全性技术攻关，推动锂电、钠电固态化
2025/3	工业和信息化部	建立全固态电池标准体系，加速产业化

3.2 电池端：厂商加速推进，2027 年小规模量产

企业	规划目标
宁德时代	硫化物 + 卤化物体系，2025 年 5 月合肥 5GWh 产线投产，2026 年全固态量产（400Wh/kg），2027 年硫化物全固态小规模量产（500Wh/kg）
国轩高科	2025 年 5 月发布 “金石” 全固态电池，实验线贯通（0.2GWh），良品率 90%，2027 年小规模量产，2030 年大规模量产
亿纬锂能	完成全固态小软包组装工艺，2025 年投用百兆瓦时中试线，2026 年推出全固态电池，2028 年推出 400Wh/Kg 产品
孚能科技	第二代半固态（330Wh/kg）2025 年量产；第三代（400Wh/kg）2026 年装车；全固态硫化物体系进入产业化开发，能量密度超 400Wh/kg 的已实测
清陶能源	第一代半固态 2024 年量产装车，2025 年底全固态下线装车，2027 年批量交付
卫蓝新能源	计划 2027 年全固态电池量产
比亚迪	氧化物 / 硫化物双路线，重庆试产线启动；刀片固态电池体积能量密度 600Wh/L（提升 40%），2026 年建西安 30GWh 基地，2027 年批量示范装车，2030 年后大规模上车
中创新航	2027 年 “无界” 全固态小批量装车验证，2028 年量产

3.3 车企端：量产计划逐步推进

企业	规划目标
上汽集团	2025 年底 MG4 量产半固态电池（能量密度超 400Wh/kg，体积 820Wh/L，75Ah）；智己 L6 搭载 “光年固态电池”（超 300Wh/kg），2027 年推 “光启电池”
长安汽车	“金钟罩” 全固态电池 2025 年底装车首发，2026 年装车试验，2027 年量产
奇瑞汽车	2025 年电池能量密度超 600Wh/kg，2026 年全固态上车（续航超 1500 公里），2027 年批量上市
比亚迪	2024 年下线 60Ah 全固态电池，2027 年批量装车，2030 年后大规模上车
广汽集团	2026 年全固态电池搭载昊铂品牌车型
奔驰	2025 年 2 月路测，预计 2030 年量产
宝马	2025 年 5 月上路测试

3.4 市场空间：2030 年需求达 100GWh

固态电池产业加速，头部企业与产业链加码推动设备进步，量产进度有望超预期。硫化物电解质价格目前千万元 / 吨（硫化锂几百万元 / 吨），计划 2026 年降至 250 万元 / 吨（硫化锂几十万元 / 吨），后续降至几十万元 / 吨（硫化锂 20 万元 / 吨），若实现，2030 年成本有望接近液态电池。

2030 年成本预测（乐观）：高镍三元单位成本 0.60 元 /wh（占 39%），硅碳负极 0.65 元 /wh（23%），固态电解质 0.68 元 /wh（23%），碳纳米管 0.23 元 /wh（10%），其他材料 0.11 元 /wh；电芯材料成本合计 1.45 元 /wh，折旧 0.14 元 /wh，成本合计 1.59 元 /wh，合格率 95%，实际成本 1.67 元 /wh，毛利率 15%。

出货量及市场空间预测

指标	2027E	2028E	2029E	2030E	2035E
全固态电池出货量（GWh）	1.0	5.0	30.0	100.0	3000.0
全固态电池价格（元 / Wh）	2.5	2.10	0.90	0.8	0.7
市场空间（亿元）	5.0	105.0	450.0	800.0	21000.0
固态电解质（万吨）	0.05	0.06	0.11	0.14	210.00
固态电解质市场空间（亿元）	2.5	45.2	39.4	105.0	2100.0
硫化锂市场空间（亿元）	10.0	30.0	22.5	60.0	900.0
硅碳负极市场空间（亿元）	3.0	3.0	3.0	1.5	2250.0
碳纳米管市场空间（亿元）	4.5	7.5	35.0	140.0	4275.0
设备端市场空间（亿元）	2.2	10.0	60.0	200.0	6000.0

四、北交所产业链相关公司

4.1 固态电池产业链图谱

• 上游：矿产资源、正极、负极、固态电解质、生产设备。

• 中游：电芯、固态电池包、电池 PACK、BMS 等。

• 下游：消费领域、动力领域、储能领域、航天领域。

4.2 重点企业

• 灵鸽科技：提供浆料产线、材料产线及物料自动化整体解决方案，深耕锂电等领域，研发固态电池产线物料自动化处理系统（价值量 2000 万元 / GWh）。2025 年 2 月获头部电池厂商硫化物固态电池固相混料系统及某固态电解质企业氧化物全自动计量配料系统订单。

• 纳科诺尔：2023 年与清研电子成立合资公司研发干法电极设备，传统湿法设备 700 万 / GWh，干法设备 2000-3000 万 / GWh。预计 2025 年底负极干法量产，2026 年正极干法突破，将生产等静压设备满足固态电池需求。

• 远航精密：从事电池精密导体材料研发，核心产品应用于新能源电池等领域，布局固态电池超薄材料技术，研发厚度≤10μm 的镍铜 / 镍铝层状复合材料（满足铁基集流体要求），采用 “从上往下” 轧制压薄工艺。

4.3 投资分析

相关公司纳科诺尔、远航精密、灵鸽科技；

序号	代码	简称	业务布局	市值（亿元）	归母净利润（亿元）	PE
1	835185.BJ	贝特瑞	人造 / 天然石墨、硅碳负极等，2025 年发布 GUARD 全固态材料	254.55	2024 年 76.60，2025E9.30，2026E11.45，2027E14.68	2024 年 1.62，2025E1.80，2026E2.44，2027E3.23
2	832522.BJ	纳科诺尔	锂电辊压设备，研发固态干法电极设备等	47	2024 年 0.39，2025E0.74，2026E0.82，2027E0.93	2024 年 43，2025E31，2026E24，2027E24
3	838971.BJ	天马新材	α- 氧化铝粉体用于固态涂覆工艺	99	2024 年 0.58，2025E0.74，2026E0.85，2027E1.03	2024 年 67，2025E53，2026E46，2027E46
4	830779.BJ	武汉蓝电	电池检测设备（可用于固态电池）	38.88	2024 年 0.25，2025E0.34，2026E0.44	2024 年 40，2025E36，2026E31
5	833284.BJ	灵鸽科技	物料自动化处理系统，与头部固态厂商签单	37.27	2024 年 - 0.44，2025E-71	2024 年 93，2025E71

4.4 风险提示

• 固态电池技术攻关及下游应用进展不及预期。

• 新技术替代风险（如半固态被全固态替代，产线淘汰）。

• 上游原材料（锆、锗、锂等）价格波动影响需求。