兴业证券认为，多家主流车企计划推出搭载固态电池的新车型，目前固态电池材料体系已基本定型。预计2025年下半年将成为固态电池中试线落地、材料与设备定点的双重关键节点。
特邀行业专家全面解读固态电池材料研发、定型进展，6月11日（周三）20:00，财联社VIP携手蜂网专家为您带来“固态电池”主题的【风口专家会议】。
特邀专家：固态电池行业专家
分享主题：
固态电池中试线落地阶段？
——特邀行业专家全面解读固态电池材料研发、定型进展
分享内容：
1、固态电池中试线落地阶段？各家固态电池研发企业重要进展和规划介绍；
2、材料体系是否已定型？固态电池最新材料研发和技术进展分析；
3、硫化物、固态电池核心设备生产厂商介绍；
4、固态电池有望出货节点及未解决难题分析。
您可以在6月11日（周三）晚上8点前等待电话外呼接入会议，也可以点击以下链接参会。（会议结束后点击链接可看回放）
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附本次电话会议纪要
固态电池行业核心逻辑
电话会议纪要
问题一：目前固态电池头部的研发企业处于怎样的研发阶段？哪些企业的进展相对更快？接下来还需经历怎样的过程才能实现固态电池的量产？
专家：固态电池方向的研究历史悠久，甚至可以追溯到几十年前，但取得较大进展主要集中在近几年。一方面，锂电池产业在这几年取得了较大进展；另一方面，国家给予了高度重视，此前曾投入约60亿元资金支持各大电池厂商进行相关研发，将其视为一项重要的国家科技战略。因此，包括宁德时代、比亚迪在内的各大电池厂商都获得了资金支持，并在固态电池领域加大了研发投入，取得了显著进展。
研发进展较好的仍然是头部企业，最好的还是宁德时代。大约四五年前，宁德时代在固态电池领域或许还处于跟随状态，但如今其多项技术已展现出独有特色，实现了自主创新。其开发的样品电池性能也取得了突破。此外，比亚迪、卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂业等企业也在固态电池领域取得了不同层面的进展，有些是在电池整体上，有些则是在关键材料上。
当前固态电池的发展相较以往，主要区别在于材料的成熟度有了显著提高。过去，行业对于硫化物、氧化物、聚合物等技术路线的选择尚不清晰。而现在，以宁德时代为代表的企业可能更倾向于硫化物路线，但并未完全放弃其他技术方向。在动力电池应用场景下，硫化物路线的研发进展要快于氧化物和聚合物路线。
许多电池厂商已经进入了规模相对放大的中试阶段。中试与小试的区别在于，小试可以理解为使用小容量（如5升）的反应罐，手动制作软包电池样品，这在几年前已是普遍做法，所以当时几乎每家头部企业都能拿出固态电池样品。然而，要制造尺寸更大的电芯，难度则要大得多。目前，以宁德时代为主的供应商已经具备了制造大尺寸固态电池电芯的能力。当然，这还不是全自动化的生产，因为尚未达到量产阶段，但通过人工与大型设备的结合，已经能够生产出大电芯，这是一个相当大的突破。意味着材料体系在一定程度上开始定型，并且在向中试和更大规模生产迈进的过程中，企业必须直面并解决供应链上的挑战，而不再是停留在小规模产线上的简单摸索。
关于后续的量产路径，从中试到量产还有很长的路要走，量产产品的性能优势和一致性是关键问题。与传统液态电池相比，固态电池是否具备足够的性能优势和生产成本竞争力，目前尚不明确。具体的成本难以精确估算，因为量产后许多材料和设备的价格会发生变化。其次，产品的一致性也是一大挑战。目前中试阶段仍有较多人工干预，无法保证批量生产的一致性，未来需要攻克这些技术难点。此外，还需要审视上游供应链，无论是硫化物、氧化物还是聚合物路线，其相应的材料供应商目前水平参差不齐，要真正满足量产需求，还需要一定时间。
所以，要实现大规模量产，供应链的完善、技术本身的成熟以及相应设备的提升都还需要等待。但回顾过去，我们确实取得了巨大进展，主要体现在从小试到中试的跨越，并且在人工干预下实现了小批量生产的能力。但整体来看，固态电池仍处于研发阶段，距离真正的量产还有距离。
问题二：硫化物技术路线相较于其他技术路线有何优势？主要优势体现在哪里？您提到的宁德时代、清陶能源等企业主要采用了哪些技术路线？
专家：固态电池主要有聚合物、硫化物和氧化物三大技术路线。从技术成熟度来看，如果仅以“能做出来”为标准，聚合物路线是最成熟的。十几年前，法国已有公司的聚合物固态电池实现了装车应用。但其主要缺陷是工作温度要求高，大约需要六七十摄氏度，这就需要额外的热泵，从而大幅降低了整车的能量密度和效率。因此，聚合物路线当前的研究方向是开发常温或低温下可用的聚合物电解质，但目前成熟度较低。对于追求高经济性的车用动力电池而言，需要长期携带热泵成本过高。因此，对许多车企来说，选择主要集中在硫化物和氧化物路线上。
大多数车企和材料研发供应商首选硫化物路线，相反，许多高校研究或消费电池研究更偏向氧化物。因为硫化物电解质的离子电导率远高于氧化物和聚合物电解质。对于汽车而言，固态电池不仅要能量密度高，还必须兼顾快充性能、稳定性以及放电倍率能否满足车辆的动力需求。硫化物电解质在高离子电导率上的显著优势，使其成为满足这些要求的理想选择。同时，由于相关的供应商较多，硫化物路线的整体成熟度也相对更高。
因此，硫化物可以被视为主流的技术路线，但这并不意味着其他两条路线就完全没有机会。现阶段，硫化物路线的成熟度更高，其性能更接近动力电池的实际需求，也更接近商业化。然而，硫化物路线本身也存在挑战，最主要的是成本较高。首先，硫化物的活性非常高，对空气敏感，因此在储存、加工过程中都需要在湿度极低的惰性环境下进行。这对生产车间的环境要求极高，会导致车间建造成本和日常运营成本大幅提升。此外，其界面稳定性也是一个需要解决的问题。
但综合来看，其高离子电导率这一核心硬性指标的优势是压倒性的。至于加工难度大、对空气敏感等问题，可以通过提升成本、改善加工环境等工程手段来逐步解决。而离子电导率的提升，聚合物和氧化物都难以达到硫化物电解质的水平。
因此，从事硫化物路线研发的企业相对较多。例如，宁德时代的研究主要集中在硫化物；清陶能源对外宣称以氧化物为主，实际上可能也在进行硫化物的研发；国外的丰田、三星、QuantumScape等公司；一些消费电子领域的电池厂商，例如ATL。所以，目前硫化物可以被认为是主流方向，也是最有希望在近几年内实现产业化的技术路线。
问题三：硫化物电解质的生产是否存在较高的技术壁垒？目前市场上的硫化物电解质主要来自哪些企业？其价格在近两年是否有上涨趋势？
专家：硫化物电解质的价格近两年确实在上涨。目前，性能较好的产品，尤其是出口到国外的，售价可达几十万甚至上百万元人民币一吨。如果未来能够实现规模化量产，价格可能不会那么高，但高性能硫化物材料价格上涨的趋势是存在的。
其生产难点主要有两方面。首先，材料本身非常硬，加工难度大。供应商需要将硫化物加工成特定形态以便下游电池厂使用，或者电池厂在自用时也需要解决加工问题。其次，硫化物的化学活性非常高，在生产、运输和后续使用过程中，对环境的要求极为苛刻，通常需要极低的湿度环境来保证其性能和稳定性。因此，其整个生产环境和工艺都具有很高的壁垒。
目前，从事硫化物电解质研发和生产的供应商很多，一些原本不在此领域的公司也纷纷入局。例如赣锋锂业、光华科技、恩捷股份等公司都在进行相关研发。恩捷股份作为隔膜龙头，当固态电池取代传统隔膜时，其必然要布局固态电解质材料。一些拥有锂矿资源的公司也对此表现出浓厚兴趣，因为将锂矿加工成碳酸锂，再进一步制成高附加值的硫化锂，利润空间巨大。目前真正形成规模的以赣锋锂业为主，但要达到完全满足量产需求的水平，整个行业还需要一定的时间。
问题四：除了电解质，传统锂电池的主流材料，如负极、正极、铜箔、铝箔等，在固态电池中有怎样的选材变化？
专家：固态电池相较于传统液态电池，材料体系的变化非常大。其中，正极材料的变化相对较小，而其他部分则有颠覆性的改变。隔膜完全被固态电解质取代，电解液也不用了，集流体也发生了变化，且许多方案不再使用传统的铜箔和铝箔，而是改用不锈钢箔。
具体来说，正极材料方面，由于固态电池的目标是高能量密度，所以正极材料通常会选择克容量更高的三元材料，而不会选择能量密度较低的磷酸铁锂。
负极材料基本上有三条技术路线。最理想、最终极的目标是采用纯金属锂作为负极，实现最高的能量密度。但其加工难度大，且锂枝晶问题难以解决。第二类是过渡方案，即通过一个过渡层来沉积金属锂。例如三星提出的银碳复合层方案，金属锂穿过银碳层后在不锈钢集流体上沉积，通过银碳层来稳定金属锂负极。第三类是与现有技术较为接近的方案，即采用硅基负极。在无法一步到位实现纯金属锂负极的情况下，使用硅材料（如纯硅、硅碳复合材料等）来提升能量密度。这是相对而言最容易实现的路线，因为现有电池中已有应用，只是硅的含量不同。
集流体部分，许多方案选择使用不锈钢箔。相比铜箔和铝箔，不锈钢的强度更高，而其导电率略低。但由于其机械性能优势，目前包括三星和宁德时代在内的许多研发方案都倾向于使用不锈钢作为集流体。
问题五：在固态电池中，变化较大的负极和集流体这两种材料，其成本占比与三元锂电池相比是否有较大提升？市场上又有哪些企业能供应这些用于固态电池的材料？
专家：成本变化较大的主要是负极。如果采用硅基负极，成本的增加主要源于硅含量的提升。原本硅的价格就高于石墨，便宜的硅材料可能也要几十万元一吨，而贵石墨负极通常在五、六万元一吨。如果采用金属锂负极，成本的增长则更为显著。金属锂本身价格昂贵，其过渡层材料（如银碳）成本也不菲。更重要的是，金属锂的活性极高，加工过程需要在低湿度的洁净环境中进行，对厂房和除湿设备的要求非常高，这些都极大地推高了加工成本。因此，与传统的石墨比，金属锂负极的成本可能是其数倍。
对于不锈钢集流体，由于目前尚未实现产业化，成本还不具备可比性。现在主要是向一些小型供应商，或者现有的铜、铝箔供应商采购小批量的样品用于研发。这些样品价格非常昂贵。如果未来真正实现规模化供应，需要像传统铜、铝箔一样卷对卷生产，成本需要重新核算。理论上，量产后成本会有所增加，但不会像目前的样品价格那么高。主要供应商有龙电华鑫、嘉元科技等，能够提供不锈钢箔的样品。一些规模较小的专业供应商也在参与。
问题六：传统的粘合剂是否无法满足固态电池的需求？有哪些新型粘合剂材料作为替代？业内有哪些企业能提供相应产品？
专家：粘合剂整个材料体系都发生了变化。传统锂电池的电极制备是湿法工艺，负极粘合剂（如CMC、SBR）在水性体系中分散，正极粘合剂（如PVDF）在NMP油性溶剂中分散。而固态电池为了与固态电解质更好地混合与压合，通常采用干法电极工艺。
目前，固态电池干法电极工艺的粘合剂主要分为两大类：一类是PTFE（聚四氟乙烯），另一类是纳米纤维素。PTFE在国外发展得更好，例如一些生产PVDF的化工巨头如大金等也有涉足。国内能做好干法电极用PTFE的企业还不多。高质量的PTFE要求在剪切力的作用下，能从球状颗粒转变为纤维状，形成网络结构来支撑起整个电极的活性物质，这对材料本身的性能要求非常高，制造难度较大。目前大部分研发机构更多地使用PTFE。
纳米纤维素在传统锂电池中用得不多，主要是在隔膜涂层中有少量应用。但用于干法电极的纳米纤维素与隔膜涂覆用的并非同一种材料，其原料、生产工艺和最终性能都有所不同。干法电极用的纳米纤维素同样需要在剪切作用下形成有效的网络结构，且要求更高的强度。目前，宁德时代主要在探索这个技术方向。
问题七：为了实现固态电池的最终量产，预计生产设备和产线需要做多大的改动？哪些设备的改动幅度会更大？
专家：设备的巨大变化源于工艺的根本性变革。固态电池与传统液态电池的工艺差异主要集中在前端工序。后端的化成、分容等工序变化不大，最多是调整参数。传统液态电池的前端工序大致是搅拌、涂布、冷压、分切、卷绕。在固态电池中，步骤是：
搅拌。由于采用干法电极技术，不再有溶剂，因此不能使用传统的双行星搅拌机。取而代之的是用于干粉混合的设备，如流化床，利用空气来实现粉末的均匀分散。
成膜。干粉分散后，无法像液体浆料一样直接涂布。它需要被挤压成型，形成一张自支撑膜。这意味着粉末颗粒间需要有一定粘性，在没有集流体的情况下就能形成一张薄膜。这就需要专门的挤压设备。
压合。自支撑膜形成后，需要与集流体复合。这通常采用热压工艺，而非传统的冷压。集流体上会预涂一层热敏胶，在特定的温度和压力下，热敏胶产生粘性，将自支撑膜与集流体牢固地粘合在一起。
叠压。将正极、负极和固态电解质片层堆叠好后，需要用等静压设备将其压实。不能使用传统单向的辊压，因为正、负极和电解质的延展性不同，单向压力很容易导致材料被挤出，造成错位。等静压可以理解为将电芯置于液体中，从四面八方施加均匀的压力，这样既能保证各层之间接触紧密，又不会因单向压力过大而导致形变。
封装。由于固态电芯较硬，不适合卷绕，因此普遍采用叠片工艺。叠片完成后，将电芯放入电池壳中，后续的工艺就与传统电池类似了。
问题八：对于固态电池的上游产业链，哪些领域（材料或设备）的供应商，其业绩可能会最先放量？
专家：材料和设备供应商都会受益。固态电池已经进入了接近产业化的中试阶段，这对材料和设备的需求都远高于过去的实验室阶段。
从设备端来看，由于前端工序的设备变化巨大，那些与头部电池厂深度合作、共同开发这些新型设备的企业，将获得先发优势。因为这类专用设备无法由设备厂商闭门造车，必须与电池厂紧密联合开发。例如，像璞泰来、先导智能这类企业，它们与电池厂合作紧密，在这一领域具备较大优势。
从材料端来看，虽然还未到大规模量产，但众多企业投入研发，并且进入了中试阶段，甚至开始向车企送样，其材料消耗量相比之前的小试阶段是成数量级的增长。因此，在现阶段，像赣锋锂业、恩捷股份以及上海洗霸等提供关键材料的企业，其相关产品的出货量会比以前多得多。当然，要达到目前液态电池那样的巨大体量，短期内还不可能，但相较于过去，已经是一个很大的进步。