中金|固态电池系列报告一：锂电皇冠上的明珠，产业化浪潮将至

摘要：固态电池具备高安全性和高能量密度，我们认为其有望成为下一代锂电池技术方向。伴随材料创新与工艺迭代加速，固态电池产业化进程提速，我们看好固态电池技术突破与产业变革下的投资机会。

中金研究

固态电池具备高安全性和高能量密度，我们认为其有望成为下一代锂电池技术方向。伴随材料创新与工艺迭代加速，固态电池产业化进程提速，我们看好固态电池技术突破与产业变革下的投资机会。

固态电池：政策+需求+技术三重驱动，固态电池商业化加速。 固态电池凭借其较高的安全性及能量密度优势，在新能源车、低空及消费电子等领域具备广阔的应用前景。我们认为固态电池有望在eVTOL及消费电子领域率先实现规模化量产，推动固态电池规模化降本，然后在动力领域逐步量产装车。我们测算2030年全球固态电池出货量将达到808GWh，其中我们预计全固态电池有望于2027年实现技术定型和小规模量产，2030年实现商业化量产、需求量有望超150GWh，其中动力、EVTOL、消费电子分别对应固态装机需求为93、40、23GWh，渗透率分别为3%、40%、15%。

材料端：全固态电池技术路线持续收敛，产业化进程加快。 1）电解质：硫化物路线为主，卤化物路线亦具备较大潜力。硫化物电解质当前成本较高，规模放量后具备较大降本空间。卤化物离子电导率能满足电池需求，且成本较低，我们认为其应用潜力亦较大。 2）正极： 中长期往高电压、高比容正极迭代。其中富锂锰基兼具高比容量、低成本，应用前景广阔。 3）负极： 中长期聚焦锂金属负极。锂金属凭借高比容量+低电极电势，有望成为负极材料的长期迭代方向；锂金属负极工艺主要包括压延法和蒸镀法，核心在于减薄平整和降本，目前商业化加速推进中。 4）集流体：多孔铜箔及耐腐蚀铜箔和硫化物体系更为适配。

设备端：设备先行，全固态电池设备价值量明显提升。 全固态电池在前段和中段引入新工艺和新设备，中段激光焊接设备数量增加，同时后段设备需要升级改造，推升固态电池设备价值量。 1）前段：干法技术路线更为适配。干法成膜环节精度要求高、工艺难度较大，设备价值量较高。 2）中段：采用叠片替代卷绕，新增胶框印刷+等静压处理等。固态电解质适用叠片工艺、且对叠片的精度要求提升；新增胶框印刷环节、在压力下起到支撑和绝缘作用；新增等静压处理环节、确保固态电解质与电极界面紧密接触。 3）后段：取消注液环节，高压化成环节的压力提升。

风险

固态电池技术进展不及预期，技术路线变更风险，下游需求不及预期。

Text

正文

固态电池：政策+需求+技术三重驱动，固态电池商业化加速

政策支持+市场需求+技术突破三重驱动，固态电池产业化节奏明确，市场空间广阔。 我们测算2030年全球固态电池出货量将达到808GWh，其中2030年半固态电池需求量有望超650GWh，其中动力、储能、EVTOL、消费电子分别对应半固态装机需求为466、90、60、36GWh，渗透率分别为15%、10%、60%、23%；我们预计全固态电池有望于2027年实现技术定型和小规模量产，2030年实现商业化量产，2030年全固态电池需求量有望超150GWh，其中动力、EVTOL、消费电子分别对应全固态装机需求为93、40、23GWh，渗透率分别为3%、40%、15%。

图表1：固态电池市场需求测算

注：中金研究部电新组测算资料来源：SNE，GGII，中金公司研究部

材料端：技术路线逐步收敛，产业化进度加快

电解质：硫化物路线为主，卤化物路线具备较大潜力

硫化物电解质为固态电解质主流路线，主要因为其室温离子电导率接近液态电解质，且机械加工性好，但化学稳定性差、成本高等问题导致其规模化应用难度较大。卤化物电解质室温离子电导率能满足要求，且成本相对较低、柔韧性较好、电化学窗口较宽，具备较大应用潜力。

图表2：四类固态电解质主要性能对比

资料来源：《高性能硫化物基全固态锂电池设计：从实验室到实用化》（刘元凯等，2023），中金公司研究部

硫化物：离子电导率高，规模放量后具备较大降本空间

硫化物离子电导率高，LiPSCI为当前主流布局路线。 硫化物电解质为全固态电池的主流电解质技术路线，主要是因为室温离子电导率较高、接近液态电解质，而且具备良好的机械加工性能。目前LiPSCI为当前主流布局路线，室温离子电导率可达1×10−2 S/cm；另外，其更容易与锂金属负极形成自限型界面层、减少副反应的发生；不含稀贵金属等。

硫化物电解质当前成本较高，规模放量后具备较大降本空间。

► 硫化物电解质当前成本较高，主因核心原材料硫化锂生产制备成本高。以LiPSCl粗粉电解质体系为例[1]，主要原料包括硫化锂、五硫化二磷和氯化锂，其中硫化锂在原料中的质量占比30%以上，在成本构成中占比高达82%。硫化锂当前生产成本较高，当前市场价格为200-300万元/吨，主要由于硫化锂化学性质较为不稳定，易于与空气中的水、氧发生反应，Li2S发生水解反应生成LiHS和LiOH，进一步水解会生成有毒气体H2S，生产安全风险较高，对于生产环境和储运条件要求较高，推升其制造加工成本。

► 硫化锂生产路线多元，核心关注纯度和降本，降本空间较大。硫化锂生产方法主要有固相法（锂硫燃爆法、球磨法、碳热还原法）、液相法和化学气相沉积法（CVD法）。纯度方面，各个工艺路线做出来的硫化锂纯度基本都能满足下游电池厂对硫化锂的纯度要求，其中锂硫燃爆法以及CVD气相法由于杂质少、纯度更高一些。成本方面，碳热还原法以及液相法的成本相对更低一些。考虑到硫化锂理论成本不高，未来降本路径主要是将装备放大、提高工艺连续性、以及降低能耗等，我们认为其理论降本空间较大。

图表3：Li6PS5Cl电解质粉体的制造成本构成

资料来源：《硫化锂：全固态电池时代的“基石”材料》（何特特等，2025），中金公司研究部

图表4：硫化锂布局厂商的生产工艺、性能、产能、送样进展（截至2025年9月）

资料来源：公司公告，公司官网，中金公司研究部

卤化物：综合性能良好，具备较大应用潜力

卤化物电解质在全固态电池中的产业化应用潜力较大，氯化锆锂、氧氯锆锂电解质进展较快。 2021年，中国科技大学马骋教授团队首次报道固态电解质氯化锆锂（Li2ZrCl6），离子电导率大于1mS/cm，且成本较低[2]。2023年，马骋教授课题组又设计并合成了一种多晶共存的氧卤化物固态电解质Li1.75ZrCl4.75O0.5，室温离子电导率超过2mS/cm，成本较低（Li1.75ZrCl4.75O0.5可由LiCl、ZrCl4、和LiOH·H2O合成，原材料成本为11.60美元/kg），此外相较硫化物、其可压缩性更好[3]。卤化物固态电解质室温离子电导率亦较高，柔韧性较好，电化学窗口较宽可匹配高压正极材料，目前主要与硫化物复合、用于正极包覆。考虑到卤化物离子电导率能满足电池需求，且成本较低，我们认为其应用潜力较大。

图表5：卤化物固态电解质价格对比

资料来源：《低成本卤化物固态电解质的研究与开发》（何天贤等，2025），中金公司研究部

图表6：卤化物固态电解质企业布局情况（截至2025年8月）

资料来源：公司公告，中金公司研究部

正极：短期延续高镍三元，中长期往高电压、高比容正极迭代

现有的具备规模量产能力的正极材料中，高镍三元正极比容量大、契合固态电池高能量密度的性能目标，我们认为短期仍会沿用高镍三元体系。长期来看，如若要进一步提升能量密度，正极材料或将向富锂锰基、高压尖晶石等高电压、高比容量新型正极体系进一步迭代。

富锂锰基兼具高比容量、低成本，有望成为下一代新型正极材料。 富锂锰基正极材料（LRMOs，xLi2MnO3·(1−x)LiTMO2，TM=Mn、Ni、Co等）因其具有高放电比容量（大于250mAh/g）和高放电电压平台（大于4.8V）而受到广泛关注，除此之外，LRMOs还具有高安全性、低成本等优点，我们认为其有望成为下一代新型锂离子电池的正极材料。

图表7：商用正极材料和富锂锰基的能量密度对比

资料来源：《高容量富锂锰基正极材料的研究进展》（王俊等，2022），中金公司研究部

负极：短期采用硅碳负极，中长期聚焦锂金属负极

锂金属凭借比容量高和电势低等优势，有望成为下一代负极材料的迭代方向。 石墨负极的理论比容量为372mAh/g，硅基负极的理论比容量较高（4200mAh/g），但充放电过程易发生体积膨胀、容易引起电极表面固体电解质界面膜破裂，并且硅基负极的电导率较低。锂金属理论比容量高达3860mAh/g，是目前已知的电势最低的电极材料（-3.045V、相比于标准氢电极），并且密度低（0.53g·cm-3），有望成为下一代负极材料的迭代方向。

锂金属负极工艺主要包括压延法和蒸镀法，核心在于减薄平整和降本。 工艺方面，压延法凭借工艺较为成熟、生产效率高和成本优势，是目前生产锂箔的主流路线。与此同时，蒸发镀法与液相法依托在超薄制备、膜层均匀性等方面优势，具备较高的技术潜力和发展空间。

图表8：压延法工艺较为成熟，液相法和蒸发镀法潜力大

资料来源：《Comparative Analysis of Lithium Metal Anode Production Methods: Evaluating Liquid Based Manufacturing Technology for Mass Production》（Gerrit Bockey等，2023），《Current Status and Future Perspective on Lithium Metal Anode Production Methods》（Begoña Acebedo等，2023），中金公司研究部

锂金属负极商业化提速。 多家厂商加快布局锂金属负极产品，其中天铁科技已与欣界能源签订《采购框架协议》，向其提供100吨铜锂复合带产品；英联股份依托蒸镀工艺推进锂金属/复合集流体一体化材料；道氏技术独创熔融涂布法量产

图表9：锂金属负极企业布局

资料来源：公司公告，公司微信公众号，证券日报，中金公司研究部

集流体：多孔铜箔及耐腐蚀集流体，适配硫化物全固态体系

多孔铜箔： 在铜箔表面形成大量的微孔结构，能够增加固态电解质与铜箔间的接触面积，提高浸润效果，改善固态电池锂离子传输效率，与固态电池更适配，同时具备减重降本和轻量化的优势。

耐腐蚀集流体： 硫化物电解质中的硫离子易与铜集流体发生副反应，导致电子传导阻断、全固态电池性能下降，目前产业链在布局多种耐腐蚀的集流体方案，主要包括镀镍集流体和镍铁集流体两种技术路线。

► 镀镍集流体：在铜箔表面通过电镀工艺沉积镍层，镍层的致密物理形态能有效阻隔硫化物电解质和集流体的反应，避免电子传导阻断和界面失效。

► 镍铁集流体：镍铁合金带通过轧制、退火等工序，将厚度减薄。例如远航精密布局镍铁集流体，采用压延法并结合微合金化提升性能、降低电阻率。

图表10：镀镍集流体和镍铁集流体对比

资料来源：真锂研究，中金公司研究部

设备端：设备先行，全固态电池设备价值量明显提升

传统液态锂电池生产工艺较为成熟，前、中段生产制造环节价值量较大。 传统液态锂电池产线主要分为前段极片制造、中段电芯组装、后段性能检测三大环节，其中前段极片制造、中段电芯组装设备价值量相对较大。

半固态电池对现有液态电池产线兼容性高，全固态电池设备价值量明显提升。 相较液态锂电池生产过程，半固态电池可以在现有液态电池产线基础上改造升级，核心变化环节在于新增固态电解质涂布、辊压设备升级、采用高压化成设备，整体来看，现有产线的改造兼容性较高。而全固态电池在前段和中段均引入新工艺和新设备，且制造难度进一步提升，推动固态电池设备价值量明显提升，具体来看：

► 前段：极片制造/电解质成膜环节需要匹配干法电极工艺。 对于硫化物技术路线，硫化物电解质对空气、水和极性有机溶剂敏感，一方面，上料输送环节需隔绝空气、密闭输送，且设备自动化率提升，另一方面，极片制造/电解质成膜环节需要匹配干法电极工艺，干法电极技术不使用有机或极性溶剂，因此与硫化物固态电池制造过程相匹配。其中干法成膜为核心环节，精度要求高、工艺难度较大，设备价值量较高。

► 中段：采用叠片替代卷绕，新增胶框印刷+等静压处理等。 由于固态电解质具有脆性、不适用于卷绕工艺，通常需要采用叠片工艺、且对叠片精度要求提升。新增胶框印刷环节，主要是将树脂印刷到电极边缘位置形成回形框，在压力下起到支撑和绝缘作用。等静压处理主要是为了确保固态电解质与电极界面紧密接触，提升固固界面的离子传导性能。中段环节由于对叠片机的精度要求更高，以及新增胶框印刷和等静压设备，因此中段设备价值量相较液态明显提升。

► 后段：取消注液环节，高压化成压力要求提升。 后段高压化成设备升级，对压力的要求提升，主要是改善固固界面接触与激活离子通道。

图表11：固态电池生产流程图

资料来源：先导智能官网，利元亨官网，中金公司研究部

前段工序：干法成膜工艺为前段核心新增环节

干法电极是指在无溶剂环境下，将活性材料、粘合剂、导电剂经过均匀混料、纤维化后，将其辊压在集流体上形成电极。相比于湿法工艺，干法电极更适配硫化物电解质路线，同时具备能量密度更高、成本更低、生产效率提高等优势。

图表12：干法工艺优势

资料来源：《干法电极技术在超级电容器和锂离子电池中的研究进展》（徐桂培等，2025），中金公司研究部

干法工艺主要包括混料、纤维化和辊压成膜环节，与传统湿法电极的设备相比，取消涂布、烘干、溶剂回收设备，增加干法混料、纤维化和辊压成膜设备。

► 混料：使用搅拌机将活性物质、固态电解质、导电剂、粘结剂等进行混合，若混合不均，将直接影响下一步纤维化工艺的效果，目前主流的干混设备方法包括双刀片研磨法和球磨法。

► 纤维化：纤维化过程主要是使用气流粉碎机、双螺杆挤出机、强力混合机等生成PTFE网状结构，将活性材料颗粒连接在一起。

► 辊压成膜：为干法工艺核心环节，纤维化后的混合物从轧辊之间的辊缝连续通过，轧辊施加的压力使得活性物质层被压实，厚度较小、密度提升，并促进活性物质颗粒、导电剂和粘结剂之间紧密接触，同时改善极片与集流体之间的结合力，目标是获得厚度均一、结构致密、具备所需孔隙率和机械强度的极片。干法电极制备过程对辊压机的运行压力、辊压精度以及均匀度的要求较高，具备一定技术壁垒。

图表13：干法电极工艺流程

资料来源：《Dry Electrode Processing Technology and Binders》（Kaiqi Zhang等，2024），中金公司研究部

干法电极技术产业化进程提速。 纳科诺尔推出多辊系列设备，辊数、幅宽、车速等参数较为领先；宏工科技协同开发的混合均质一体机达到参数目标；先惠技术与清陶能源合作干法核心设备进入精细调试阶段；赢合科技第三代集成设备提升极片制造效率，搅拌设备交付头部客户。

图表14：部分锂电设备企业的干法电极布局进展（截至2025年8月）

资料来源：公司公告，Wind，中金公司研究部

中段工序：叠片替代卷绕，新增胶框印刷+等静压设备

中段环节，先把树脂刷到电极边缘形成回形框，在压力下起到支撑绝缘作用，然后通过叠片工艺进行组装，再通过等静压环节提升致密度、改善界面接触。

► 胶框印刷： 全固态电池采用叠片、等静压等工艺，大压力下容易造成极片变形、进而引发短路，因此需要新增胶框印刷环节，主要是将树脂印刷到电极边缘位置形成回形框，在压力下起到支撑和绝缘作用，胶框印刷工艺主要分为丝网/钢网印刷、UV打印、涂胶/点胶等。

► 叠片： 由于固态电解质柔韧性较差，采用卷绕的方式容易导致电解质内应力不均而破裂、影响电池性能，固态电池更适配于叠片的组装方式，以确保固态电解质的结构完整性。

► 等静压： 为提升材料致密度，解决界面缝隙和阻抗问题，需通过施加压力等手段来进行改善，主要采用等静压设备用于固态电芯堆叠后的一体化压制，压力在500-600MPa，从各个方向对加工件进行均匀加压，使得电极和电解质材料紧密接触，降低界面阻抗、提升机械强度。

图表15：绝缘胶框打印解决方案示意图

资料来源：高能数造，中金公司研究部

图表16：等静压机分类

资料来源：粉体网，中金公司研究部

后段工序：采用高压化成，改善固固界面接触

高压化成设备升级。 常规电池化成拘束压力要求3-10吨，固态电池化成拘束压力要求60-80吨（10MPa压强/单个电芯），主要由于固-固界面特性和离子传导机制，固态电池需要高压化成。1）解决固固界面接触问题：固态电解质与电极之间存在微观空隙，需通过高压才能消除界面空隙，促进固固界面结合。2）激活离子传导通道：高压化成能够在界面接触处形成离子通道、降低阻抗，从而加快离子的迁移速率，提高固态电解质的离子电导率。

图表17：先导智能高压化成解决方案

资料来源：先导智能官网，中金公司研究部

综上，全固态电池在前段和中段均引入新工艺和新设备，中段激光焊接设备数量增加，同时后段设备需要升级改造。具体而言：1）上料输送环节需隔绝空气、密闭输送，且设备自动化率提升；2）极片制造/电解质成膜环节适配干法电极工艺，增加干法混料、纤维化和辊压成膜设备；3）中段采用叠片替代卷绕，新增胶框印刷+等静压设备等，同时激光焊接设备数量增加；4）后段高压化成设备升级。

图表18：固态电池vs. 液态电池设备变化

资料来源：公司公告，公司官网，中金公司研究部

图表19：固态电池设备厂商布局

市场空间测算及投资策略

市场空间

政策支持、下游应用场景需求、叠加技术进步三重驱动，固态电池产业化节奏明确，市场空间广阔。 设备端，我们测算2030年固态电池设备市场空间443亿元，其中全固态电池设备313亿元、半固态增量设备市场空间130亿元。材料端，我们测算硫化锂、四氯化锆、LLZO、锂金属负极、硅碳负极、富锂锰基正极市场空间分别为50、24、16、38、34、27亿元。

图表20：固态电池市场空间测算