2025年固态电池材料行业专题报告：固态锂电池方兴未艾，高性能材料有望迎新发展机遇

1、 固态锂电池：发展高比能量、长续航电池的必行之路，固 态锂电池方兴未艾

未来待固态锂电池技术不断发展，固态电池有望凭借能量密度高、安全性能好 等优势与液态锂电池互补发展。目前常用的液态锂离子电池发展至今，已具有明显 的低成本、技术成熟等优势，广泛应用于消费电子、储能系统、电动汽车、电动自 行车等领域。但液态锂离子电池中含有挥发性和可燃性高的有机溶剂基液态电解质， 使得高能锂电池的使用面临着易燃易爆等潜在风险。同时锂离子电池一直在往体积 小、质量轻、安全性高、能量密度高和循环寿命长等更优的方向进化。据锂电产业 通公众号，当前液态锂离子电池体系能量密度难以突破 350Wh/kg 的极限。 全固态锂电池使用具备优异阻燃性能的固态电解质取代了电池体系中的电解液 和隔膜。两者相比，固态锂电池的优势在于： 1、能量密度高：据《金属锂固态电池在空间电源领域应用研究现状与展望》（朱 晓婷等），固态锂电池可匹配高电压材料，比能量可达 500Wh/kg 以上。 2、轻量化：据中科战略新材研究院公众号，在液态锂离子电池中，隔膜与电解 液合计占电池近 40%的体积、25%的质量，二者被固态电解质取代后，电池厚度大 幅降低进一步提高体积利用率。 3、安全性更好：固态锂电池通过摒弃有机液态电解质，从根本上避免了易燃易 爆的安全风险。据《固态电池行业研究及其投资逻辑分析》（韩熙如等），固态电解 质的热失控起始温度较高，聚合物固态电解质普遍在 300～400℃，硫化物在 200～ 600℃，氧化物在 600℃以上，部分可达 1800℃，显著高于液态电池的 200℃热失控 温度。固态电解质具有良好的稳定性，其优异的机械强度有益于抑制锂枝晶生长， 而液体电解质存在电解液腐蚀、泄漏或引起内部短路的情况。固态电解质工作温度 范围为-30°C~100°C 宽温域，不易凝固、不易气化。

但固态电池相较于液态电池的缺点在于： 1、充电速度慢：固体电解质大大降低了锂离子的扩散速率和离子从负极脱嵌的 速率，使得电子迁移速度较低。据元能科技公众号，液态电解质离子电导率为 10-2S/cm， 而硫化物、氧化物、聚合物固态电解质离子电导率分别≤10-2、≤10-3、≤10-4 S/cm。 液态电解液表现出高锂离子迁移率和每单位体积的低锂含量，而硫化物固态电解质 作为固态电解质中离子电导率最大的材料，仍需要多两个数量级的锂才能实现其高 离子电导率。 2、循环性能差：固态电池的界面接触为刚性接触，对电极材料体积变化更敏感。 循环过程中容易造成电极颗粒之间以及电极颗粒与电解质接触变差，造成应力堆积， 导致电化学性能衰减，甚至导致裂缝的出现，造成容量迅速衰减，导致循环寿命差 的问题。据 3060、机电之家网公众号，液态电池中，磷酸铁锂电池可做到超 3500 次循环寿命，三元锂电池实际平均为 1000 次循环寿命；而当前半固态电池的循环寿 命通常仅在 800 到 1000 次；全固态电池即便实验室样品，也往往止步于数百次循环。 3、发热量大：固体电解质通过增加欧姆电阻和极化电阻，大大提高了电池中产 生的热量。据《Comparative Study on the Thermal Characteristics of Solid-State Lithium-Ion Batteries》（Rui Yang 等），在放电过程中，固态电池产生的热量比 NMC 和 LFP 电池多，固态电池在研究条件下的平均热量为 5813.4 J，比 NMC 和 LFP 电 池高 2821.2 J 和 1596 J。 4、生产成本较高。一方面，为了实现与液态锂电池接近的离子电导率，固态锂 电池中单位体积需要更多的锂，单位生产成本增加；另一方面，产业链供应尚未成 熟，各个组成材料价格较贵。据亿欧智库数据及我们测算，2024 年 8 月，固态锂电 池的生产成本在 1.9-6.2 元/Wh，高于磷酸铁锂/石墨体系约 0.34 元/Wh 的生产成本。5、固态电池其他还有使用过程中正极体积发生变化、锂枝晶、电荷损失等问题。 解决上述固态锂电池问题的核心在于优化固态电解液性能，比如采用导电性能更好的元素来降低电荷转移的阻力；添加碳纳米管、MOF、COF 等材料减少固固接 触带来的电荷损失、规模化生产降低固态电解质的生产成本等等。未来待固态锂电 池技术不断发展，产业链不断成熟，固态电池有望凭借能量密度高、安全性能好等 优势与液态锂电池互补发展。

半固态电池没有从根本上解决安全问题，全固态电池为最终解决方案。根据液 态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类，电池可细分为液态(25%)、半固态(5%～ 10%)、准固态(0%～5%)和全固态(0%)四大类，其中半固态、准固态和全固态 3 种统 称为固态电池。据《固态电池技术发展现状综述》（张春英等），半固态电池方面， 相比液态电池，半固态电池减少液态电解质的用量，增加氧化物和聚合物的复合电 解质，其中氧化物主要以隔膜涂覆和正负极包覆形式添加，聚合物以框架网络形式填充；负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极，正极从高镍升级到 了高镍+高电压、富锂锰基等正极，隔膜仍保留并涂覆固态电解质涂层；锂盐从 LiPF6 升级为 LiTFSI，能量密度可达 350 Wh/kg 以上。半固态电池虽然减少了液态电解质 的用量，但仍存在易燃的风险。 全固态电池方面，相比液态电池，全固态电池取消原有液态电解质，选用氧化 物、硫化物、聚合物等作为固态电解质，以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜 的作用，其中氧化物目前进展较快，硫化物未来潜力最大，聚合物性能上限较低； 负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极；正极从高镍升级到了超高 镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极，能量密度可达 500 Wh/kg。未来待全固态电池技术 发展成熟，全固态电池为最终解决方案。

固态电池在机器人、航天设备、无人机等领域有望有限得到应用。固态电池的 优势在于能量密度高、轻量化、安全性能好，未来有望在部分领域替代液态锂电池， 其中，固态电池有望优先在成本敏感性低的领域应用，包括机器人、可穿戴设备、 航天设备、无人机等；之后再在对成本敏感度高且对能量密度要求高的领域应用， 包括 eVTOL、电动车等；最后，若固态电池的成本和寿命优于其他电池技术，其有 望在静态储能中广泛应用。

氧化物路径和硫化物路径逐步成为固态电池主要研发突破方向。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较为成熟。但由于聚合物电解 质性能达到上限难以突破，固态电池技术研究逐渐向氧化物系和硫化物系过渡。目 前，全球固态电池产业主要分布在中国、日本、韩国、欧洲、美国等国家和地区。 其中，日本、韩国电池企业采用的固态电池技术路线以硫化物固态电解质为主，欧 洲、美国的固态电池产业较多选择聚合物和氧化物固态电解质的技术路线。

近年来，我国陆续出台一系列政策，助力固态电池产业发展。2020 年，国务院 发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》，首次将固态电池上升至国家战略层 面，提出要加快固态动力电池技术研发及产业化。2023 年 1 月，工信部等六部委联 合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，再次提出加快研发固态电池，加 强固态电池标准体系研究等。据华夏时报公众号 2024 年 6 月 6 日报道，中国或将投 入约 60 亿元用于全固态电池研发，包括宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能 源和吉利共六家企业或获得政府基础研发支持，有望加速固态电池产业化落地进程。

国内全固态电池装车加速推进。据集邦固态电池公众号报道，目前国内主流电 池企业公布的固态电池量产时间主要集中于 2026 年-2030 年间，同时多家车企宣布 固态电池装车计划。广汽集团提出 2026 年将实现全固态电池的装车使用，长安和现 代预计 2027 年逐步量产应用固态电池，日产和东风汽车预计 2028 年推出全固态电 池量产车型，宝马和丰田预计 2030 前实现全固态电池量产。

2、 固态电解质：三种主流电解质各有优劣，硫化物路线有望凭借导电性能强、界面接触性能良好等性能得到快速发展

目前广泛应用的固态电解质类型包括氧化物、硫化物、聚合物固态电解质等。 据《锂固态电池研究及产业化进展》（朱政峰等），理想固态电解质应满足以下要求： （1）具备较高的锂离子电导率，室温下大于 10-3S/cm；(2）小于 10-5S/cm 的电子电 导率；（3）合适且宽的电化学窗口；（4）与电极材料兼容性好，界面阻抗低；（5） 高机械强度，可物理上抑制锂枝晶的刺穿；（6）无毒、不易燃，安全性高；（7）廉 价，制备简单，可大规模商业化应用。目前广泛应用的固态电解质类型包括氧化物、 硫化物等无机固体电解质；聚合物固态电解质；聚合物-无机复合固态电解质。 硫化物路线导电性能强、界面接触性能良好，具有广阔发展前景。聚合物固态 电池方面，其具有优良的柔韧性和加工性能，制备工艺简单，便于批量生产，但离 子电导率较低、机械性能差，制约了其大规模应用；氧化物固态电解质方面，其在 空气中具有出色的化学和热稳定性、在室温下具有中等离子电导率、如果与锂金属 负极结合使用，则有助于增强其适应性，但是其界面电阻较高，电导率容易衰减； 容易受到锂枝晶生长的影响而造成短路；电池组装困难。硫化物固态电解质方面， 其离子电导率最为优异，且具有较低的电化学极化，使电池具有较高的能量密度和 功率密度，具有广阔发展前景，但其问题在于电化学与化学稳定性较差、空气稳定 性较差、电解质与正负极界面易发生副反应，以及高成本等。

2.1、 硫化物固态电解质：高离子电导率给予其广阔发展前景，建议关注 率先进行硫化锂布局、具备硫磺或硫铁矿产能的企业

硫化物电解质的典型特征是具有高离子电导率。据《固态电池发展态势及研判》 （杨贵永），硫化物电解质离子电导率区间为 10-7 -10-2 s/cm，高于氧化物及聚合物固 态电解质。硫化物电解质具有高离子电导率的原因为：（1）硫化物通常柔软且易变 形，可通过简单的方法生产出间隙电阻相对较低的固态电解质；（2）据《硫基固态 电解质的改性及其全固态电池性能研究》（李建伟），硫化物固态电解质由氧化物固 态电解质衍生而来，其中 O 原子被 S 原子取代。S 2-的半径（约 0.184nm)大于 O2-的 半径（约 0.14nm)。因此，尽管它们具有相同的晶体结构，但硫化物具有更宽的传输 通道。此外，S 2-对 Li 的结合能小于 O2-，这使得锂离子的运动速度在硫化物中更快。 LPSCl 型硫化物离子电导率适中，且具有成本优势，为目前主流选择。按照结 晶形态，硫化物固态电解质可分为玻璃态、玻璃陶瓷态和晶态等 3 种类型，其中前 两者离子电导率率相对较低，而晶态硫化物电解质离子电导率较高。在晶态的硫化 物固态电解质中，LGPS 型（如 Li10GeP2S12）综合性能较高，但由于加入 Ge 元素， 生产成本较高；LPSCl 型（如 Li6PS5Cl）具备成本优势，且工艺成熟度较高，为目前 主流选择，但缺点是在空气中不稳定。

硫化物固态电解质原料硫化锂生产成本较高，限制其规模化生产。硫化物固态 电解质是具备实际应用潜力的材料之一，然而在大规模商业化生产前，仍面临诸多 挑战，包括较差的电化学与化学稳定性、差的空气稳定性、电解质与正负极界面易 发生副反应，以及高成本等。其中，在高成本方面，据高工锂电公众号数据，参照 硫化锂每吨 480 万元的售价，折合成硫化物电解质的生产成本超过 200 万元/吨，折 合成全固态电芯材料成本则约为 2.2 元/Wh。进一步换算，单 GWh 硫化锂价值量超 过 15 亿元，在原材料成本中占比超 7 成，而目前普通三元电池中碳酸锂的价值量为 5700 万元/GWh。

硫化物固态电解质降本路径 1：无机锂盐法生产成本较低，但副反应较多，产 品纯度不高，未来仍需攻克。硫化锂生产成本较高的原因在于工艺复杂（尤其是在 高纯度水平）、对空气中的水分子敏感度高、主流的有机锂盐法需用到金属锂因而成 本高。硫化锂的主要生产工艺包括干法、有机锂盐法、无机锂盐法，其中有机锂盐 法是将金属锂融入有机溶剂得到有机锂盐，再将硫源溶于有机溶剂中，经过加热之 后得到高纯度硫化锂，制成的产品纯度高，为目前主流的工艺。但有机锂盐法使用 锂金属或有机锂盐，以及溶解、洗涤过程中用到的有机溶剂价格较高，使得生产成 本较高。无机锂盐法生产成本较低，或能成为未来主流发展工艺，但副反应较多， 产品纯度不高，未来仍需攻克。

硫化物固态电解质降本路径 2：避免使用硫化锂。据《A Cost-Effective Sulfide Solid Electrolyte Li7P3S7.5O3.5 with Low Density and Excellent Anode Compatibility》（Li, H 等），文中利用 Li2O 和 P2S5 为原料开发了一种硫化物固态电解质 Li7P3S7.5O3.5 (LPSO)，其原材料成本仅为 $14.42/kg（约 10.53 万元/吨），不仅远低于其他的硫化 物固态电解质（超过$195/kg），也远低于$50/kg 的商业化门槛。但论文中的性能测试 仅为实验室层面的测试，后续规模化生产后的产品性能仍需进一步验证。

尽管目前硫化锂的生产成本和生产难度较高，但得益于硫化物固态电解质较高 的离子电导率，国内外多数企业仍在积极布局当中。目前行业内领先的生产硫化物 固态电池的公司已经宣布了他们的生产计划，分两个阶段进行。在第一阶段 （2024-2027 年），将推出采用传统 NCM 正极和石墨/硅负极的第一代固态电池。预 计第一代硫化物固态电池的能量密度为 300-400 Wh·kg−1，接近下一代液体电解质和 半固体电解质电池。第二代硫化物固态电池将于 2030 年左右实现商业化，同时应用 下一代阴极（如富锂和高压阴极）、负极（如高硅负极、金属锂负极和无阳极设计） 和超薄 SE 膜，以及创新的电池设计，如双极设计。第二代 ASSB 将表现出超过 450 Wh·kg-1 和 1000 Wh·L-1 的高能量密度、卓越的动力特性、循环寿命和安全性能。

2.2、 氧化物固态电解质：氧化物固态电解质拥有适中的离子电导率，商 业化进展较快

氧化物固态电解质拥有适中的离子电导率，一般保留约 5%的电解液。据《固 态电池发展态势及研判》（杨贵永），氧化物电解质拥有适中的离子电导率，区间为 10-6 -10-3 s/cm，同时具有化学、电化学稳定性高，机械性能好等优势。氧化物固态电 解质按照形态可分为晶态和非晶态电解质。晶态氧化物电解质空气和热稳定性较高， 因此容易实现大规模生产。但目前氧化物固态电解质存在界面问题严重，电导率低 等问题，通常保留约 5%的电解液，以半固态形式投入使用。同时由于氧化物固体电 解质陶瓷片质地脆、密度大，很少将其直接应用于高能量密度固态电池。据清新电 源公众号，几种比较主流的氧化物固态电解质，例如 LLZO、 LLTO、LAGP 和 LATP 的密度分别为：5.07、5.01、3.56、2.93 g/cm3。氧化物固体电解质粉体在固态电池产 业化中的应用主要是作为活性填料和聚合物、电解液或正极材料进行复合。

氧化物固态电解质常见的合成方式中高温固相反应法、共沉淀法应用前景较为 广阔。氧化物固态电解质常见的合成方式包括熔融淬火法、高温固相反应法（机械 活化法）、溶胶-凝胶法、共沉淀法和水热法等，其中高温固相反应法、共沉淀法适用 于制备的产品性能与生产成本折中的产品，应用前景较为广阔。

我国氧化物固态电解质商业化推进速度较快。从电池企业的角度而言，比亚迪、 卫蓝新能源、太蓝新能源等企业已在进行氧化物固态电池的产能布局，电池能量密 度在 300-500 Wh/kg。从氧化物固态电解质的生产企业而言，许多企业已经初步具备 了 LATP、LLZO 和 LLTO 等具有应用潜力氧化物固体电解质的量产能力，其中赣锋 锂业、天目先导、清陶能源、贝特瑞、璞泰来等企业已实现氧化物固态电解质商业 化生产能力。其中，据粉体网公众号数据，石榴石结构氧化物固态电解质（LLZO） 的原料 ZrO2约占总原料重量的 25%，据三祥新材公告，公司依托自身锆材料业务优 势，战略性投资佛山陀普科技共同与下游客户开展固态电解质产品开发等工作；据 国瓷材料公告，公司已完成多种氧化物固态电解质产品的研发和布局，其中包括由 氧化锆合成的锆酸基固态电解质。

2.3、 聚合物固态电解质：建议关注 PEO、PVDF 生产企业在聚合物固态 电解质中的布局

聚合物固态电解质需与其他材料复合使用，常用聚合物材料有 PEO、PMMA、 PAN、 PVDF 等。据《固态电池发展态势及研判》（杨贵永），聚合物固态电解质离 子导电率为 10-6 -10-3 s/cm，低于氧化物、硫化物电解质。与氧化物、硫化物电解质相 比，聚合物电解质及其基固态锂电池发展最早。常应用于固态电池的聚合物电解质 和聚合物材料有聚环氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、 聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(PVDF-HFP)等。 聚合物固态电解质机械性能优异，粘弹性好，易于合成加工，可用于柔性电子 产品或非常规形状电池，价格较低。但聚合物电解质常温下聚合物分子链段运动能力较差，电解质电导率较低，需加热使用，有一定条件限制。为提升聚合物电解质 的电化学性能，一般不将其单独使用，需要配合不同的锂盐以增大其离子电导率， 如双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双氟磺酰亚胺锂盐 (LiFSI)、双草酸硼酸锂(LiBOB)等，或者通过原位聚合等方式将聚合物电解质与无机 电解质复合来提高电导率和能量密度上限，实现性能突破。

建议关注 PEO、PVDF 生产企业在聚合物固态电解质中的布局。从电池企业的 角度而言，比亚迪、清陶能源、东驰能源等在布局聚合物固态电池，能量密度在 350-450Wh/kg。从聚合物固态电解质的生产企业而言，目前商业化生产固态电解质 的企业较少，多数处于前期阶段。可关注 PEO 生产企业，如奥克股份等。据奥克股 份公告，奥克股份应用于固态电解质的 PEO 材料目前尚处于应用开发阶段；聚乙二 醇目前尚处于应用开发阶段，暂无具体应用。另外可关注 PVDF 生产企业，如巨化 股份、东岳集团、联创科技、昊华科技、东阳光、永和股份等。据联创科技公告， 联创科技固态电解质处于小试阶段，子公司华安新材的 PVDF 产品给个别固态电池 企业有小批量供货。

2.4、 复合固态电解质：多种材料复合可使得固态电解质优势互补

多种材料复合可使得固态电解质优势互补。单一的固态电解质具有较为明显的 优劣势，而通过对多种固态电解质进行复合，可使得固态电解质满足高离子电导率 的同时，具有较强的机械强度。以聚合物电解质为对象，可往其中添加惰性填料或 活性填料，其中

（1）惰性填料：包括 SiO2、ZrO2、Al2O3、Y2O3、LiAlO2 等，具体应用案例为， 层状蒙脱土由夹在两片硅四面体薄片之间的八面体薄片组成，可以显著提高固态聚 合物电解质的离子电导率和力学性能，有序沿着聚合物骨架排列能够形成连续的离 子运输路径，从而构建更佳的 Li+通路；据《聚合物固态电解质离子电导率提升策略 研究进展》（李少东等），锆钛酸铅(PbZrxTi1-xO3,PZT)添加进 PVDF 固体电解质可将 后者离子电导率从 2.79×10-5S/cm 增加到 1.16×10-4S/cm。

（2）活性填料：包括石榴石型氧化物电解质、NASICON 型氧化物电解质、钙 钛矿型氧化物电解质、硫化物、Li2N 等。比如，氧化物电解质与聚合物电解质复合， 其中氧化物的刚性性质有助于提高整体电解质的机械强度并抑制树突的形成；硫化 物电解质与聚合物电解质复合，其中硫化物电解质能提高整体电解质的离子电导率。

（3）碳基填料：包括金属有机框架（MOF）、共价有机框架（COF）、碳纳米管、 导电炭黑、石墨烯等。其中 MOF、COF 可以呈现 2D 或 3D 类型的结构，且可以获 得量身定制的刚性多孔结构，同时还可以提高界面兼容性和增强离子电导率；碳纳 米管、导电炭黑、石墨烯等碳基材料可以显著提高电池的循环稳定性，并降低过电 位。

2.5、 其他：我国固态电池产业化进程较快，各类工艺方案竞相发展

我国固态电池产业化进程较快，各类工艺方案竞相发展。总体而言，我国固态 电池行业布局企业较多，主要布局者包括老牌电池企业、背靠顶级科研院所的初创 企业、上游原材料企业以及汽车企业等多个领域。其中，卫蓝新能源、清陶能源、 赣锋锂业、辉能科技、力神电池、山东金启航等企业主要研发方向为以氧化物材料 为基础的固液混合技术路线；宁德时代、恩力动力、中科固能、高能时代等企业以 硫化物技术路线为主，宁德时代硫化物路线已进入 20Ah 样品试制阶段。同时，除了 上述主流的三种固态电解质方案外，力神电池发现固液融合方案、亿纬锂能发展卤 化物方案、欣旺达发展复合电解质方案等等。据集邦固态电池公众号，目前国内固 态电池规划产能超 400GWh，项目投资额超 2000 亿元。

3、 正极：固态电池正极材料或向超高镍、镍锰酸锂、富锂锰 基等方向布局

固态电池正极材料或向超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等方向布局。正极材料是 制约电池能量密度提升的重要因素之一，目前开发的锂电池主要以正极材料作为锂 源。与液态电池相比，半固态电池正极从高镍升级到了高镍＋高电压、富锂锰基等 正极，未来全固态电池或将使用超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极材料。目前， 固态电池正极材料以高镍三元体系为主，富锂锰基材料由于具有较高的能量密度以 及较低的单位成本，被认为是未来最具前景的锂离子电池正极材料之一。富锂锰基 正极材料可以看作是由层状 Li2MnO3 与层状 LiMO2(M=Ni、Co、Mn 等过渡金属及其 组合)按不同比例形成的固溶体。相比传统正极材料，富锂锰基正极材料具有较高的 放电比容量(>250mAh/g)，较宽的电压窗口（2-4.8V），并且具有价格低廉、资源丰富、 安全环保等优点。

4、 硅基负极：硅基负极有望成为新一代锂电负极材料，多孔 碳的性能直接决定硅基产品性能

硅基负极有望成为新一代锂电负极材料。负极材料是决定锂电池性能的关键因 素之一，不同的负极材料可以通过嵌入、合金化或转换反应实现储锂。目前固态电 池的负极材料主要有碳族负极、硅基负极和金属锂负极 3 类。目前商业化的锂离子 电池主要采用石墨作为负极材料，其能量密度已接近理论上限，而硅基材料的理论 比容量高于石墨负极，被视为新一代锂电负极材料。硅基负极的优势在于： （1）具有高比容量，据《球型 Si 基碳包覆锂离子电池负极材料研究进展》（李 东霖等）、粉体圈公众号，硅基负极理论比容量可达到 4,200mAh/g，室温下可达到 3,579mAh/g，是商业化石墨负极 372mAh/g 的近 10 倍；（2）允许在不影响整体能量 密度的情况下减小电极的厚度，从而可以降低快速充电过程产生的浓度和潜在的梯 度效应。据 EV tank 统计数据，2023 年以硅基负极为代表的新型负极材料出货量增 长明显，在中国整体负极材料中的出货量达到 3.4%。预计到 2027 年，全球硅基负 极材料需求量或达 113.5 万吨，市场规模将达 579 亿元。 硅基负极的缺点在于：体积易膨胀。据《Fast Charging Anode Materials for Lithium-lon Batteries: Current Status and Perspectives》、元能科技公众号，当电压降至 0.01-0.1V 时，每个 Si 原子与 4.4Li 结合，体积膨胀约 420%，而商业化石墨负极体 积膨胀约 10%-15%，因此其循环寿命低于石墨负极，成为限制其大规模使用的瓶颈 之一，未来有待进一步突破。

CVD 气相沉积硅碳路线或将成为未来行业发展技术路线。目前有三条路线已经 得到产业化应用：（1）研磨法纳米硅碳路线。从已实现的性能结果来看，研磨法硅 碳的循环性能尚不达标；（2）硅氧路线（一代硅氧和预锂化硅氧）。据石墨邦公众号， 形成 Li2O 和锂硅酸盐的过程消耗大量锂离子，不仅成本大幅上涨，且材料首效很低， 仅为 40%~80%，相比之下石墨为 90%，远远达不到量产电池对负极材料的要求；（3） CVD 气相沉积硅碳路线。CVD 气相沉积硅所需生产流程短，设备少，理论成本低， 被各家电芯厂认为是硅负极的最终解决方案。 硅基负极性能瓶颈持续突破，未来产业化进程或将提速。据 SMM 石墨负极、 DT 新材料公众号，美国企业 Group14 技术的硅基材料的比容量能达到 2000mAh/g， 首效达到 90%；美国 TitanSilicon 全硅负极使用寿命结束时 900 次循环膨胀率＜6%， 与石墨电池相似。未来随着“负极掺硅”电池持续落地，硅基负极产业化进程或将 提速。

传统锂电负极企业产业化推进较快，多数企业采用硅碳负极路线。从企业布局 情况来看，目前在硅基负极领域进展比较快的企业主要为传统锂电负极生产企业， 如翔丰华、璞泰来、杉杉股份、贝特瑞、中科电气等，上述企业的产品已通过客户验证。此外，硅宝科技、新安股份、道氏技术、石大胜华、滨海能源等企业也依托 自身产业链优势布局硅基负极，如道氏技术具有碳纳米管产能，打造碳纳米管-硅基 负极一体化产业链；硅宝科技、新安股份等以有机硅为主业的企业，前期具有相关 技术积累等。从采用路线来看，多数企业会同时布局硅碳、硅氧两种路线，但更多 会侧重于发展硅碳负极路线，包括翔丰华、璞泰来、道氏技术等。

多孔碳的性能直接决定硅基产品性能，且占硅碳生产成本的 35%。据高工锂电 数据，多孔碳占硅碳生产成本的 35%。CVD 气相沉积硅碳的技术壁垒和产业化难点 主要在于多孔碳的选型、沉积设备和沉积工艺三个主要方面。其中多孔碳的性能直 接决定硅基产品性能，不同多孔碳需要和不同的石墨作为匹配，才能在电芯端表现 出良好的性能。不同场景下的碳骨架孔径、孔容、孔隙率要求均不一样，性能差异 极大，需要专业的电芯设计人员配合才能完成开发。圣泉集团、晖阳新能源、元力 股份、金博股份等企业正在积极布局多孔碳领域，提升材料性能，加快多孔碳的商 用化进程。

5、 其他：可关注铝塑膜、隔膜、粘结剂相关企业

5.1、 铝塑膜：软包铝塑膜有望凭借其柔韧性强的优势，广泛应用于固态 电池封装领域

软包铝塑膜有望凭借其柔韧性强的优势，广泛应用于固态电池封装领域。锂电 池按封装形式，可划分为方形、圆柱和软包三种形态。其中，方形电池通常采用金 属材质作为其封装材料，如铝壳；圆柱形电池则特指外壳为圆柱形状的金属封装； 软包则是采用铝塑膜作为外壳，较前两种属于软性包装。软包锂电池内部电芯由正 极片、隔膜、负极片依次层叠起来，外部用铝塑膜封装，然后焊接正负极极耳，注 电解液并封口。软包铝塑膜在固态电池中应用的优势在于：（1）具有重量轻、内阻 小、安全性高等优点；（2）固态电池电解质为氧化物或硫化物，其柔韧性不如液态 电解质，软包叠片的设计能够有效解决柔韧性问题，减少电池在受到内部压力或发 生形变时破裂的风险。因此，软包铝塑膜有望凭借其柔韧性强的优势，广泛应用于 固态电池封装领域。

国产铝塑膜性能较进口产品稍弱。据《锂离子电池铝塑复合膜发展趋势综述》（冯 慧杰等，2019 年），铝塑膜全球市场主要被大日本印刷(DNP)、昭和电工、凸版印刷 (T&T)、韩国栗村四家日韩企业垄断,总体市场占有率约 90%。铝塑膜的主要原材料 中，铝箔、CPP、胶粘剂等均依赖进口。3C 领域，进口铝塑膜材料的冲深性能能达 到 7～8mm，而国产铝塑膜冲深性能仅 5～6mm；动力领域，铝塑膜几乎全部依赖进 口，冲深性能能达到 8～10mm。 国内企业积极布局铝塑膜行业，相关原料有望逐步实现进口替代。国内厂家如 上海紫江、道明光学、佛塑科技、东莞卓越、明冠新材和福斯特等已经积极布局铝 塑膜市场。据石油和化工园区公众号 2023 年 11 月 20 日报道，北化院研发的电池软 包用流延聚丙烯(CPP)薄膜专用料开发成功，已通过 3 家工厂的材料性能评测，工业 化生产 CPP 薄膜和铝塑膜 3 万余平，形成了软包铝塑膜整体解决方案。近年本土铝 塑膜企业通过自主研发新工艺和新设备，在技术工艺、材料设备等方面正不断突破 行业壁垒，未来有望逐步实现铝塑膜国产替代，同时固态电池行业的快速发展，有 望进一步推动铝塑膜需求增长。

5.2、 隔膜：半固态电池保留了少量电解液，仍需隔膜

半固态电池保留了少量电解液，仍需隔膜。半固态电池出于提高导电能力的需 求，在加入固态电解质的同时，仍保留了少量电解液，也因此需要隔膜作为分隔正 负极的结构。半固态电池中对隔膜有新的功能要求，如高孔隙率，大孔径，高回弹 性能等。从短期来看，在半固态电池率先产业化的前提下，隔膜仍是电池至关重要 的核心材料。长期来看，随着全固态电池的普及，隔膜是否被取代要看哪种技术路 线占优。据长阳科技公告，公司独家开发的具有超高孔隙率（≥85%）、超大孔径 （85~100nm）、可压缩性高（≥50%）的隔膜产品可广泛用于不同固态电池技术路线 上，能够改善固态和半固态电池的循环寿命，电池的容量、使用温度、安全性和循 环性能较传统隔膜有突破性的提升，且已取得该行业头部客户小批量订单，以及腰 部客户的企业订单。

5.3、 粘结剂：非极性粘结剂可提高固态电解质的机械性质、界面相容性 等性能

固态电解质合成过程中需要粘结剂来提高电解质的机械性质、界面相容性等性 能，需要非极性粘结剂。以硫化物固态电解质合成为例，由于硫化物电解质与常规 极性溶剂的高反应性，大多数在传统 LIBs 中常用的极性聚合物粘结剂，如聚偏氟乙 烯（PVDF）、聚乙烯醇（PVA）和羧甲基纤维素（CMC）等，由于它们在非极性溶 剂中的溶解度不足，限制了硫化物电解质的均匀性。因此，硫化物电解质的浆料浇 铸制造主要限于非极性粘结剂，如丁二烯橡胶（BR）、硅橡胶（SR）、丁苯橡胶（SBR） 和苯乙烯-乙烯-丁烯苯共聚物（SEBS）等。据回天新材公告，截至 2024 年 12 月， 公司 SBR 已有产能 2000 吨/年。

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