从锂电池发展趋势来看，固态电池被认为是最具潜力的下一代锂电池技术。
相较传统液态电池，固态电池在能量密度和安全性方面的优势明显，并具有更高的机械强度与稳定性。
2023半固态电池率先在国内落地并实现小批量装车，能量密度最高可达500Wh/kg，全固态电池最早有望2025年开始量产。当前固态电池产业化进程全面提速，未来几年有望持续保持高景气度。
资料来源：来源：许晓雄等《全固态锂电池技术的研究现状与展望》
01
固态电池行业概览
固态电池是使用固态电解质取代传统锂离子电池中的电解液的新型电池。
根据电解质的不同，锂电池技术体系可分为：液态电解质电池、混合固液电解质电池（半固态电池）、固态电解质电池。
资料来源：徐小明.第十四届中国汽车蓝皮书论坛主题报告.2022
液态电池多采用有机液态电解质，多具有易燃易挥发特性，过度充电、内部短路极易发生热失控，并引起自燃甚至爆炸，是液态电池安全隐患的主要根源。
固态电解质本身不可燃、且热分解温度高，固态特性完全避免了电解液腐蚀、挥发、漏液等问题，安全性能大幅提高。
资料来源：《Approaching Practically Accessible Solid-State Batteries》
目前在全球范围内，全固态电池主要处于研发和试制阶段。
制约全固态电池产业化的主要局限在于：材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高。
行业普遍认为全固态电池大规模产业化节点在2030年左右。
在全固态电池正式进入商业化阶段之前，半固态电池是理想想的过渡技术解决方案。
半固态电池材料体系较液态电池变化较小，工艺设备与液态电池的重合度较高，可继承现有的成熟产业链，有望率先实现产业化落地。
2022年以来，国内企业以半固态方案作为过渡的中间路线，率先实现装车应用进入产业化阶段。
02
固态电池产业链梳理
固态电池产业链包括上游金属材料和矿资源供应，中游为电池材料包括正极、负极、固态电解质等关键材料，下游为固态电池制造环节以及动力、消费、储能等各领域应用场景。
资料来源：各公司官方资料、东吴证券、行行查
固态电池产业链与传统锂电池大致相似，最大区别在于产业链中游原材料的迭代升级。
产业链关键变化环节为固态电解质＞新型负极＞新型正极。
主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局，核心变化在于引入固态电解质，采用固态电解质取代传统液态锂电池易燃、易爆的有机电解液和隔膜。
负极材料将从石墨，向新型硅基负极、含锂负极，再向金属锂负极升级。
正极从高镍三元，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。
隔膜从传统隔膜，向氧化物涂覆隔膜，再向取消隔膜升级。
资料来源：《Solid-State Battery Roadmap 2035+》，浙商证券
辉能科技宣布已经成立了自己的固态锂陶瓷电池工厂，产能预计2Gwh，也就是可以供货给2600辆电动车。确实，2600辆电动车的量完全不够支撑现在社会已有的电动车数量，那么是什么原因导致固态电池量产困难呢？要解决这个困惑，首先就得了解固态电池的电池材料构成。先说明一下，现在市场有固态电池和半固态电池，咱们这里就讨论全固态电池（简称固态电池）。
全固态电池是由正极材料、负极材料和固态电解质构成的。
全固态电池可以兼容当前的正极材料（磷酸铁锂、三元材料等）体系，不过当前体系用的正极材料很难有进一步的密度提升，于是，正极材料需要升级成更高容量才能进一步提升固态电池能量密度。
比如三元正极材料中的镍，较高的镍含量可以提供更多的锂离子嵌入和脱出的位置，从而增加电池的容量。
目前，固态电池正极开发主要是高镍三元正极（主流）、镍锰酸锂和富锂锰基等。
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2022年5月到2027年4月，卫蓝新能源选择容百科技为其高镍三元正极第一供应商
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2022年-2025年期间，清陶能源采购公司不少于3万吨固态电池正极材料
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终极发展是金属锂，由于金属锂的电化学活性高，容易和部分电解质体系发生反应从而影响负极和电解质的利用率等，短期主要解决方案是硅基负极。
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2020年完成硅基负极材料中试线建设，目前部分产品向客户进行送样测试
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主要分三种：聚合物电解质、氧化物电解质和硫化物电解质。
聚合物电解质电导率低，能量密度低（300wh/kg），和目前锂电池制造过程相似，成本（0.58元/wh）；
氧化物电解质综合性能好，是国内主流路线，密度（350wh/kg），成本（1.23元/wh）；
硫化物电解质导电率最佳，但是制作过程容易产生有毒气体硫化氢，目前主要是日韩在研发，密度（350wh/kg），成本（1.34元/wh）。
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氧化物LLZTO/LLZO；氧化物LATP；硫化物
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注：LLZTO 和 LLZO 都是石榴石型固态电解质，具有较高的离子电导率和良好的热稳定。LATP 作为磷酸盐固态电解质，也具有一定的优势，例如与正极和负极材料的兼容性较好。区别在于化学组成也就是原材料不同。
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中，前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等，中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等，后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料，隔膜，电解液，集流体，电池包相关的结构胶，缓存，阻燃，隔热，外壳结构材料等材料。
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