深度 ！ 固態(tài)電池關(guān)鍵材料全拆解，附龍頭標(biāo)的清單（下一代鋰電革命）

01 產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

02 行業(yè)趨勢發(fā)展

硫化物全固態(tài)電池是當(dāng)前國內(nèi)外的核心攻關(guān)方向，就像智能手機起步時大家搶攻觸控屏技術(shù)一樣。

先看發(fā)展路線：2025-2027 年，重點攻克石墨 / 低硅負(fù)極的硫化物全固態(tài)電池技術(shù)鏈，目標(biāo)長壽命、快充，像給手機電池升級，既要續(xù)航長又要快充給力；2027-2030 年，主攻高容量硅碳負(fù)極，為下一代乘用車裝更強 “能量心臟”；2030-2035 年，突破鋰負(fù)極，同時推進(jìn)復(fù)合電解質(zhì)和高電壓高比容正極（高鎳、富鋰、硫等），給電池 “能量倉庫” 擴容增壓。

再看瓶頸，寧德時代認(rèn)為：固態(tài)電池核心科學(xué)原理已搞懂，就像知道造火箭的原理，但工程問題還沒解決，離含供應(yīng)鏈的商業(yè)化還有距離。

最后看市場規(guī)模，據(jù) EVTank：2027 年全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)，半固態(tài)是主力，像新口味飲料先小批量試賣，主流還是經(jīng)典款；2030 年全球固態(tài)電池出貨量達(dá) 614GWh，其中全固態(tài)約 180GWh（占近 30%），正式進(jìn)入規(guī)模化量產(chǎn)，好比新口味賣爆開始大規(guī)模鋪貨。

03 原材料-固態(tài)電解質(zhì)

固態(tài)電池電解質(zhì)分三類，核心特點很明確：無機物電解質(zhì)（硫化物、氧化物等）離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬，像電流跑起來順暢又兼容多場景，其中硫化物路線是當(dāng)前熱點；

聚合物電解質(zhì)柔韌性好，能貼緊正負(fù)極改善界面接觸，像軟殼適配性強，但室溫離子電導(dǎo)率低，電流跑起來不夠順；

復(fù)合物電解質(zhì)直接結(jié)合前兩者優(yōu)勢，取長補短，長遠(yuǎn)看有望成為最佳路線，像全能方案滿足多需求。

03-1、硫化物電解質(zhì)

硫化鋰降本是產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵：據(jù) GGII，其成本降到 50 萬元 / 噸是拐點，對應(yīng)硫化物電解質(zhì)能落到 30 萬元 / 噸、全固態(tài)電芯 0.6 元 / Wh。我們測算，此時電解質(zhì)占電芯 BOM 成本約 34%。

制備路線各有優(yōu)劣：廈鎢新能氣相法完成中試送樣，降本空間大；上海洗霸（收有研稀土資產(chǎn)）用硫化氫中合法，做出≥99.99% 高純度且低成本的硫化鋰；高能球磨法低溫?zé)o溶劑，突破量產(chǎn)瓶頸就是強競爭力路線；碳熱還原法卡殼在除雜，液相法難在安全。

黏結(jié)劑方面：當(dāng)前干法制膜常用 PTFE，但粘結(jié)性差、界面電化學(xué)不穩(wěn)；海辰藥業(yè)與歐陽明高院士團隊合資研新黏結(jié)劑，中科深藍(lán)匯澤用熱塑性聚酰胺 TPA 做黏結(jié)劑。

03-2、鹵化物電解質(zhì)

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的核心價值很明確：對正極的穩(wěn)定性遠(yuǎn)勝硫化物，能扛住 4V 以上高電壓，可同步提升全固態(tài)電池的能量密度、首效與循環(huán)穩(wěn)定性。但它有個短板 —— 離子導(dǎo)電率普遍不高，所以產(chǎn)業(yè)里要么給正極做改性，要么和硫化物電解質(zhì)搭伙用，來彌補這一問題。

再看廠商布局：寧德時代、比亞迪、清陶能源等鋰電企業(yè)，以及三祥新材、信宇人這類材料設(shè)備廠商，都在積極推進(jìn)鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的復(fù)合應(yīng)用，合力推動該技術(shù)加速產(chǎn)業(yè)化落地。

最后說鋰金屬負(fù)極的適配難題：鋰金屬負(fù)極和硫化物電解質(zhì)搭配會生鋰枝晶，和鹵化物電解質(zhì)在一起又會持續(xù)發(fā)生還原反應(yīng)致電池失效。但國內(nèi)已有團隊的多功能復(fù)合硫化物電解質(zhì)，既能顯著提升界面穩(wěn)定性與電化學(xué)性能，還能降低堆疊壓力，正好解決了這個適配問題。

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04 原材料-正極材料

全固態(tài)電池的正極，現(xiàn)在主要靠高鎳三元材料，但得先給它做 “改造” 才能適配，核心就兩大方向：

第一類是優(yōu)化 “形態(tài)”，重點改造成 “單晶款”。原來的高鎳三元是 “多晶款”，像拼起來的積木，跟硫化物電解質(zhì)壓在一起容易散，高電壓下還會變形；改成單晶款后，就像整塊結(jié)實的積木，壓著不散、高壓下也不變形，能一直跟電解質(zhì)貼緊。要是把單晶再做小一點，效果更優(yōu) —— 充電放電快（好比水管水流大）、儲電還多（像大水箱），用著更耐用。

第二類是解決 “銜接問題”。高鎳越多，它跟固態(tài)電解質(zhì)的 “接觸面” 越容易出毛病，就像劣質(zhì)插頭接觸不良。這時候有兩個辦法：要么加鋁這類元素 “補一補”，相當(dāng)于給接觸面加層保護(hù)墊，讓接觸更穩(wěn)、用得更久；要么給高鎳三元包一層 “緩沖膜”，像給手機貼鋼化膜，避免它跟電解質(zhì)直接 “硬碰硬”，減少損耗。

總的來說，改好的高鎳三元會是未來全固態(tài)電池正極的首選，廈鎢新能、容百科技這些老牌廠商，已經(jīng)做出適配的材料，開始小批量供貨了。

05 原材料-負(fù)極材料

05-1、硅碳負(fù)極：

CVD 硅碳負(fù)極是硅碳負(fù)極第三代工藝，迭代后首效、循環(huán)及生產(chǎn)效率顯著提升，兼具性能與成本優(yōu)勢，有望成為全固態(tài)電池長期首選負(fù)極。

其規(guī)模化關(guān)鍵在高性能低成本多孔碳（樹脂基多孔碳孔徑均勻，后續(xù)降本后優(yōu)勢更突出）和硅烷 —— 生產(chǎn) 1 噸需 0.5 噸多孔碳、0.7 噸硅烷，據(jù) GGII，2025 年初硅烷將跌至 10 萬元 / 噸以下，生物質(zhì)多孔碳跌至 15 萬元 / 噸以下，對應(yīng)原材料成本較 2024 年初降 40% 至 20 萬元 / 噸，可推動產(chǎn)品放量。

目前頭部消費電子、電動工具加速應(yīng)用，2025 年頭部動力電池廠將加速驗證；GGII 預(yù)計 2024-2030 年中國鋰電硅基復(fù)合材料出貨量從 2.1 萬噸增至 30 萬噸以上，6 年 CAGR 超 56%，建議關(guān)注送樣較快的 CVD 硅碳負(fù)極企業(yè)及原材料供應(yīng)商。

05-2、鋰金屬負(fù)極

鋰金屬負(fù)極潛力大（理論儲電和能量密度高，配固態(tài)電解質(zhì)安全），但存充放電體積變、鋰枝晶、電解質(zhì)兼容差等問題待解。

制備上，贛鋒鋰業(yè)、天鐵科技（天鐵與欣界簽 4 億 100 噸單）壓延法做銅鋰復(fù)合帶，英聯(lián)股份蒸鍍法搞一體化材料（2026 年 6 月前交付），道氏技術(shù)熔融法研自支撐超薄鋰負(fù)極帶材（合作至 2027 年底）；電解質(zhì)里，欣界能源氧化物電解質(zhì)穩(wěn)定，性能好且已量產(chǎn)，硫化物電解質(zhì)需包覆 LiIFSI 改性；體積膨脹問題靠模組彈簧結(jié)構(gòu)緩解。

06 原材料-集流體

固態(tài)電池集流體就像內(nèi)部的 “隱形電線 + 電的匯總站”：電池正負(fù)極的 “發(fā)電材料” 導(dǎo)電弱、電很分散，沒法直接供設(shè)備用，而集流體是比保鮮膜還薄的金屬箔（正極用鋁箔、負(fù)極用銅箔），貼在材料上收集正電、負(fù)電，再傳到電池接口穩(wěn)定供電。它不自己 “造電”，卻是 “電的搬運工 + 集中器”，沒它固態(tài)電池就沒法工作。

06-1、鍍鎳&多孔銅箔

硫化物固態(tài)電池是當(dāng)下主流，但傳統(tǒng)銅集流體和硫化物電解質(zhì)界面 “怕水” 易腐蝕，像手機充電口怕進(jìn)液損壞，需在銅箔表面鍍鎳加 “防腐膜”；硅碳負(fù)極充放電體積膨脹大，多孔銅箔能像給氣球套彈性網(wǎng)一樣緩解應(yīng)力，延長電池壽命。

雙面鍍鎳銅箔的鎳層像 “防銹鎧甲”，能抗硫化物腐蝕、防界面分離，高溫下還不易氧化，且比直接用不銹鋼或鎳箔劃算，諾德股份、嘉元科技已推出適配耐高溫款并送樣。多孔銅箔除緩膨脹，還像空心輕磚般輕量化、電流走寬馬路似的低電阻，還能阻鋰枝晶亂長，諾德股份、德福科技、三孚新科已布局送樣，不過適配硫化物體系，制孔后仍需鍍鎳。

06-2、鎳集流體

泡沫鎳有 90-98% 的高通孔率，還能高效導(dǎo)電，就像海綿一樣多孔隙又不擋電流，所以在鎳氫電池負(fù)極集流體里一直是主流。而且鎳和硫化物不容易起反應(yīng)，這讓它有機會成為硫化物固態(tài)電池的可選負(fù)極；尤其是納米多孔鎳，彈性特別好，像有韌性的防護(hù)層能攔住鋰枝晶亂長，讓硫化物電解質(zhì)和鋰金屬負(fù)極搭配使用成為可能。

關(guān)鍵是，多孔鎳集流體還能解決鋰金屬與硫化物電解質(zhì)的適配難題：鋰金屬和硫化物電解質(zhì)的界面不穩(wěn)定，容易發(fā)生不可逆反應(yīng)，導(dǎo)致電池阻抗升高、容量下降，甚至短路，核心問題就是鋰枝晶沒控制住亂長。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，多孔鎳集流體能在電池高壓制造時，像支撐骨架一樣緩解硫化物電解質(zhì)的橫向裂紋，還能在電池循環(huán)時進(jìn)一步抑制鋰枝晶生長，有效延長電池壽命。

公司方面，遠(yuǎn)航精密是鎳基導(dǎo)體材料的龍頭，很可能受益于鎳基集流體方案的應(yīng)用；東方電熱是國內(nèi)唯一能量產(chǎn)動力類預(yù)鍍鎳材料的供應(yīng)商，能開發(fā)對應(yīng)產(chǎn)品用于固態(tài)電池集流體。

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