固态电池技术突破：南开大学研发 400Wh/kg 样品，多家企业加速量产进程

固态电池技术突破：南开大学研发 400Wh/kg 样品，多家企业加速量产进程

1. 事件驱动

1、2024年3月8日发布会期间，南开大学副校长、中科院院士陈军表示：我们研制出了400Wh/kg固态电池样品，超过了目前市场上最先进的300Wh/kg。

其他重点：未来1-2年内突破600Wh/kg固态电池；设计制备全天候、宽温度范围工作的阻燃电解质，可在零下70℃工作；开发低成本可充电钠电池和锌电池。

2、24日3月5日，三星SDI宣布，目标是2027年量产全固态电池。

3、2024年1月，台湾辉能科技宣布，全球首条固态电池产线正式投产。

4、2024年1月，大众旗下Power公司完成了Scape固态电池的耐久性测试，该电池可实现50万公里的超长寿命，并在1000次充放电循环后保持95%的容量。

5、2024年12月17日，蔚来李斌直播1000公里续航测试，测试车搭载了蔚来150度半固态电池组，能量密度360Wh/kg，经过14个多小时的行驶，最终完成1044公里的续航。

2. 固态电池简介

1.什么是固态电池？

固态电池是采用固体电极和固体电解质的电池。

其工作机制与传统锂电池相同，依靠锂离子在正负极之间来回移动，实现化学能与电能的转换和储存。

2. 发展路径

按照液态电解质含量的逐步减少，固态电池的发展路径可以分为：

半固体电池（液体占5-10wt%）→准固体电池（0-5wt%）→全固体电池（0wt%）；半固体、准固体采用混合固液电解质。

半固态是全固态商业化阶段之前的过渡方案，基本可以沿用现有的电池制造工艺，生产难度较全固态较低。

相比液态电池，半固态电池在性能上有很大提升，安全性更好、能量密度更高、循环寿命更长、使用温度范围更宽、耐挤压、耐震动等性能优良。

（三）国内装货现状

国内量产固态电池车型早于海外，2023年蔚来ES6、ET7、东风E70、上汽智己L6等车型均已搭载半固态电池，丰田、本田、大众、宝马等国外车企则计划在2026年至2030年间量产半固态电池。

3、为什么要研发固态电池？

1、固态电池与目前广泛使用的液态电池有何区别？

最核心的区别在于固态电解质，这也是实现固态电池高能量密度、高循环稳定性、高安全性的关键。

液态电池由正极、负极、电解质组成，固态电池则是以固体电解质取代传统的液态电解质和隔膜。

2、传统液态电池存在哪些缺点？

逐渐发展到了自身材料体系所能达到的瓶颈：

1、能量密度接近理论极限350Wh/kg；2、高温下有可能发生副反应，导致燃烧；3、电解液的挥发、干涸、漏液影响电池寿命。

据相关数据显示，电池自燃占新能源汽车火灾事故原因的31%。相比之下，固态电解质不易燃、耐高温、无腐蚀、不挥发、不泄漏，还具有一定的机械强度，安全性更好。半固态电解质中液体的比例也不足10%，可燃性大大降低。

3、固态电池有哪些优势？

1、安全性高：首要优势。

2、能量密度高：固态电池电化学窗口宽，可承受较高电压（5V以上），材料可选性广，因此通过采用高容量正负极材料，能量密度可以达到500Wh/kg甚至更高，远超液态350Wh/kg的理论极限。

3、体积小：液态电池所用的隔膜和电解液占体积接近40%，质量占25%。而固态电解质取代隔膜和电解液，正负极之间的距离可以缩短到只有几微米到十几微米，从而大大降低了电池的厚度。因此在同样的功率条件下，固态电池的体积更小。

4、可在较宽的温度范围内工作：冬季电动汽车续航里程大幅下降的原因主要是因为液态电解质在冬季低温环境下流动性下降，而固体电解质则可以在-30℃至100℃较宽的温度范围内稳定工作。

（三）技术路线

所谓技术路线，其实就是采用什么固体电解质的问题？

理想的固体电解质具备以下特点：离子电导率高、对锂金属具有化学和电化学稳定性、能够有效抑制锂枝晶的形成（锂枝晶很容易刺穿隔膜而造成短路）、制造成本低（例如不需要使用稀有金属）。

目前主要有三种路线：聚合物、氧化物、硫化物。氧化物路线进展较快（国内以此路线为主），硫化物路线潜力最大，聚合物路线上限较低。

以上三种技术路线各有优缺点，没有一种能够同时满足以上所有要求。关于这个话题的各种报道太过学术，我就直接贴一张浙商证券的图片吧：

4.固态电池产业链

上游：各类矿产资源及其他原材料；

中游：正极、负极、固体电解质等关键材料及制造环节；

下游：消费、电力、储能等应用场景。

本文主要介绍固态电池的优选技术路线（其实不算新概念），投资时重点关注以下几个子赛道：

（一）正极：富锂锰基、高镍三元

1、正极材料是锂电池最关键的材料。

2、固态电池对性能的要求更高，要求材料有性能优势（更高的电压平台、更高的克容量）。富锂锰基、高镍三元材料的电压平台明显优于磷酸铁锂。同时，富锂锰基材料还具备成本优势。

3、目前主流的锰基电池材料有：锂锰氧化物（电解二氧化锰）和三元锂（硫酸锰）。在电池材料中添加锰可以有效提高材料的安全性和结构稳定性。

（二）负极：碳硅负极、锂金属负极

1、以CATL凝聚态电池为代表的下一代高能量密度电池标配硅碳负极，而碳硅负极本身就是解决能量密度桎梏的突破：单块电池能量密度理论上可以达到843Wh/kg；

2、目前液态高镍三元+硅基负极体系已经成熟，基本可以使用半固态电池；

3、混合固液电池由于电解液、隔膜等因素的存在，不太适合采用金属锂负极。全固态电池可利用现有的负极体系，配合预锂化技术，提高能量密度。同时金属锂有望成为全固态电池的主流负极材料。

硅基负极产业链如下：

（三）电解质：氧化物（添加锆元素）

如上文所述，三大主流为聚合物、氧化物、硫化物，氧化物进展较快，硫化物潜力最大，聚合物上限较低。

其中，氧化物电解质锂镧锆氧化物（LLZO）和锂镧钛氧化物（LLTO）的使用将增加对锆的需求。

（四）隔膜：短期使用，长期取消

混合固液电池依然需要隔膜，基本沿用现有的材料体系；未来全固态电解质或将在现有体系下逐渐取代隔膜的使用。

（五）设备端：干电极、烘干车间

固液混合与现有工艺和设备兼容性强，可使用约80%的全固态设备，但由于涉及干电极技术，需要在干车间生产，对环境要求较高。

（六）包装方式：软包装

软包能量密度更高，是全固态的封装方式，可以提高电池安全性、能量密度、减轻重量；固液混合封装类似于液体。

五，

产业链与传统动力电池高度重合，包括高镍三元正极的比亚迪、宁德时代、国轩、赣锋、荣科、当盛等，这些知名的电池核心股本文不再赘述。

以下是近一年来主题股的介绍：

金龙宇：主要从事电线电缆的研发、生产和销售；计划5年内投入不超过3亿元用于固态电池及关键材料相关技术的研发；半固态电池方面，已完成电池主辅材料及自研材料的测试验证及导入，开发了半固态电池的制造及组装工艺，采用基于氧化物的技术路线，电解液中试已出样。

上海希霸：2024年2月29日公告，近日通过汽车行业质量管理体系认证审核，获得：2016年符合性证书。硅碳负极材料（硅碳负极及硬碳负极材料）相关业务。

根据2023年年报，。根据2023年11月的公告，其包括达产后每年额外增加50吨固体电解质产能。

2023 年 12 月 21 日。

主要从事水处理服务业务，为客户提供专业的水处理技术整体解决方案服务；

莱尔科技：碳涂铝箔产品主要客户有南都电源、中天科技、鹏辉能源等，以功能性涂层薄膜材料为主，可应用于汽车电子、消费电子、光伏等行业；主要产品有热熔胶膜、压敏胶膜、FFC及LED柔性线路板；与三星、海信、富士康等均有合作。

2022年11月招股说明书：。

、物料输送等

高乐股份：2023年1月4日公告，固态电池项目总投资约20亿元。

以“玩具+互联网教育”为双主业，获得迪士尼IP形象授权许可。

豪鹏科技：与中南大学、中山大学等高校合作，开展电极界面成膜、过充、DCR模拟分析、固态锂离子电池等研究项目。目前豪鹏科技已完成电极界面成膜、过充、固态锂离子电池等研究成果的输出。主营业务为锂离子电池、镍氢电池的研发、生产和销售。

中自科技：公司PACK中试线已建成，模组顺利下线，电芯中试产线正在建设中；中试线适用于锂离子电池、钠离子电池、固态电池中试。与电子科技大学吴孟强教授合作开展固态电池研发，已完成固态电池开发团队组建及实验平台搭建规划，正在研发无机氧化物/聚合物复合固态电池，正在规划全陶瓷固态电池技术方向。

公司拥有覆盖各类主流燃料内燃机的全系列尾气处理催化剂产品，并实现对玉柴、潍柴、小康动力等主流发动机厂商和中国重汽等主流整车厂商的批量供货。

山东章谷：其股权控股公司喀什安德致力于半固态及固态电解质膜研发及应用，具备半固态电池量产条件；其股权控股公司伊诺刚生产半固态高压镍锰氧化物电池。

东方锆业：国内锆产业链最齐全的公司之一；互动平台称固态电池电解质种类较多，如果是锂镧锆氧电解质，氧化锆用得比较多；2023年12月25日，公司还处于为部分固态电池材料厂商提供样品研发的阶段，公司继续加大二氧化锆产品在固态电池电解质中的应用。

三祥新材：所产锆材料已获得下游固态电池客户的验证，所产高纯氧化锆、金属锆、液态金属、泡沫陶瓷等可用于军事领域；公司生产的纳米氧化锆、超细电熔氧化锆粉体可作为锂离子电池正极材料添加剂；公司是国内外核级锆材料主要供应商。

新仑新材：铝塑膜产品可应用于半固态、固态电池，我们已经开展了固态电池软包的研究，并与一些新能源固态电池厂商达成重要合作。

全资子公司新仑功能材料制品为OPPO Find N（AI手机）独家供应商；有机硅业务产品包括显示屏全贴合光学材料、柔性折叠光学材料、半导体器件封装材料、光学防护材料以及应用于导热芯片和新能源动力电池的导热散热材料等。

铝塑膜行业上市公司：英联控股、道明光学、明冠新材、紫江企业。

凤山集团：2024年1月11日互动，控股凤山全诺技术储备及研发主要应用于半固态电池产品；2023年11月与国内电池厂商合作，目前实验室已推出钠、锂两大系列半固态电池电解液配方，性能优异。主要从事农药原药、制剂及农药中间体的研发、生产及销售。

德富科技：生产的多孔铜箔产品是针对固态（冷凝）电池和超级电容器应用的解决方案，可以加速冷凝电池电解质的润湿效果和极耳焊接的优势，简单来说就是解决冷凝状态下锂离子的传输。目前公司已完成近10家公司的样品交付，该产品客户均处于电池单元测试阶段。

主要产品分为电子电路铜箔、锂电池铜箔，分别用于覆铜板、印刷电路板及各类锂电池的制造。

霍赛科技：通过宁波山汇创业投资合伙企业间接持有蜂巢能源0.11%的股份。蜂巢能源全固态电池实验室已研发出国内首批20Ah级硫基全固态原型电池，重点发展智慧光艺、智慧文旅、智慧城市三大业务板块。

冠盛股份：2025年1月，宣布与吉林东驰新能源科技（占股70%）成立合资公司，主营业务为第一代准固态动力电池及半固态储能电池的研发、生产和销售。

东驰新能源专注于高能量密度、高安全、长寿命聚合物全固态电池及高功率超低温液态锂电池产品，拥有一系列核心专利，是东北师范大学短叶片固态锂电池科技成果转化的产业化平台。

凌派科技：已完成电池化学体系研发、固态电解质及固态电池基础测试、干电极及其制备技术；专注于新能源汽车动力电池及储能电池产品的研发、生产和销售，产品种类涵盖电池单体、模组、系统集成等。

翔风华：对接固态电池企业，开发固态电池负极材料，项目已完成。与清陶能源签署协议，在固态/半固态电池关键技术研发及高比容量负极材料供应方面达成全面战略合作。（上汽智极L6搭载清陶半固态电池）。锂电池负极第二梯队，包括天然石墨、人造石墨。

天奈科技：碳纳米管导电剂在固态电池中已有相应的应用厂家。

碳纳米管公司：杰邦科技

厦门钨业新能源：主营新能源电池材料，产品广泛应用于3C消费电池、动力电池、储能等领域，是全球主要锂离子电池正极材料制造商之一，钴酸锂正极材料国内市场份额第一。

2023年2月1日投资者活动记录：主要在固态电池正极材料、固态电解质等方面进行研发。正极方面，利用快离子导体作为包覆材料，合成正极材料应用于固液混合电池、有机无机复合固态电池、硫化物全固态电池；固态电解质实现吨级量产，可应用于3C电池、动力电池等多个领域。

紫建电子：获得“一种满足高倍率充放电要求的固态电池”实用新型专利。

德尔控股：中国最大的汽车转向泵供应商。

日本子公司正主导固态电池及膜电极产品的研发，其中固态电池产品已针对日本当地客户的需求提供样品并开展测试。

在全固态电池的开发上，我们坚持采用安全性较高的氧化物电解质技术路线，特别是在全固态电池的制造方法上，成功开发了采用LIV技术的涂层制造工艺，提高了产品的能量密度。

瑞泰新材：2023年12月29日互动，在固态电池、半固态电池、锂硫电池、钠离子电池等新型电池材料方面均有相应布局，公司部分新型锂盐产品在固态锂离子电池等新型电池领域已实现批量销售。

领先的锂电池电解液之一，主要以锂盐添加剂为主，包括双三氟甲基磺酰亚胺锂（）、二氟草酸硼酸锂（）、三氟甲烷磺酸锂（）。双三氟甲基磺酰亚胺锂（）主要应用于固态锂离子电池等方面。

中钢天元：氧化锰产量全球第一，是锰基材料领军企业，目前氧化锰产能6.5万吨（电池级1.5万吨、电子级5万吨），电池级产品受益于磷酸铁锰锂、磷酸锰钠电池正极材料需求。

上游含锰材料：湘潭电化、红星发展