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固态电池行业专题报告：具有技术颠覆潜力的新技术。固态电池具有技术颠覆的潜力：传统液态电池体系成熟，但难以出现 大幅性能突破。从兼顾高能量密度和本征安全性两方面出发，以锂金 属作为负极，使用稳定、不易燃烧的固态电解质的全固态锂离子电池 将成为未来最有技术颠覆潜力的电池。双极堆叠的可能性、锂金属负 极的使用能保证其具备大幅领先的能量密度，其能量密度可以轻松突 破400Wh/kg，固态电解质则能够保证优秀的安全性能。

固态电解质是固态电池成功应用的关键：理想的固态电解质应该具有 小到可以忽略不计的电子电导率、优良的 Li+电导率、良好的化学兼 容性、宽的电化学稳定窗口、优异的热稳定性以及能够低成本的大规 模生产等特点。通常来说，具有代表性的固态电解质包括硫化物固态 电解质、氧化物固态电解质、金属卤化物固态电解质和聚合物固态电 解质。

固态电解质各有特点，复合固态电解质可以实现优势互补，是最具发 展潜力的方向：聚合物电解质具有良好的界面相容性和机械加工性， 但室温离子电导率低，限制其应用温度；无机氧化物电解质电导率较 高，但存在刚性界面接触的问题以及严重的副反应，且加工困难；硫 化物电解质电导率高，但化学稳定性差，可加工性不良。针对这些问 题，目前复合固态电解质是最具发展潜力的体系，一方面，可以在聚 合物电解质中引入惰性无机纳米粒子，改善聚合物电解质性能；另一 方面，可以通过氧化物陶瓷或硫化物与聚合物进行复合，实现优势互 补。复合固态电解质具有更高的离子电导率和力学性能，同时与电极 具有更好的兼容性。

离子运输机制、锂枝晶生长机制、固-固界面问题是固态电池面临的三 大问题：明确高离子电导率的实现条件是发展高性能固态电解质、提 高全固态电池充放电速度的关键，目前主要通过掺杂、开发纳米尺度 结构以及界面工程等手段来改善离子电导率，但目前业界对于离子运 输机制的理解程度还不够，这对于充放电速度提升是一个挑战；此外， 固态电解质虽然具有高机械强度，但仍然难以完全抑制锂枝晶的生长 和实现锂金属的均匀沉积，锂金属可能在负极表面形成枝晶，甚至在固态电解质内部成核，导致电池短路，从而引发安全风险，这对固态 电池的安全是一个较大的挑战；同时，由于缺少电解液的浸润，固 固界面问题直接影响固态电池的循环寿命等性能，尽管目前在工艺和 材料维度有一些改进措施，但界面问题仍是固态电池最大的挑战。

全固态电池有望2027年开始量产装车：2022年以来，固态电池的研 发和产业化取得了明显的进展，尤其是以卫蓝新能源和赣锋锂电等为 代表的中国企业的半固态电池量产装车，标志着半固态电池已实现了 产业化。我们预计固态电池的大规模生产和装车应用将在2027年左右 开始到来。

2030年固态电池市场规模超2500亿元：预计到2030年全球固态电池 的出货量将达到 614.1GWh，在整体锂电池中的渗透率预计在 10%左 右，其市场规模将超过2500亿元，主要出货电池仍然是半固态电池。 作为固态电池最重要的组成部分，固态电解质在2030年的需求将超6 万吨，市场规模超过60亿元。