以硫化物電解質(zhì)為主體電解質(zhì)，匹配高鎳三元正極和硅碳負(fù)極，是當(dāng)前全固態(tài)電池的重要技術(shù)路線之一。由于硫元素半徑更大，離子傳導(dǎo)通道更大且電負(fù)性較小，因此硫化物電解質(zhì)離子傳輸性能優(yōu)異，其離子電導(dǎo)率媲美液態(tài)電解液（10-2S/cm）, 電化學(xué)窗口達(dá)5V以上，是目前最理想的固態(tài)電解質(zhì)之一。
相較于傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，全固態(tài)電池核心優(yōu)勢在于用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，能夠同時滿足小空間、高密度、長續(xù)航需求，實現(xiàn)了四大技術(shù)突破。
能量密度躍升：液態(tài)鋰電池的能量密度天花板是300Wh/kg，固態(tài)鋰電池可使用鋰金屬等材料作為負(fù)極代替石墨以提高電池能量密度，從而達(dá)到700Wh/kg以上。
快充能力突破：已有實驗室數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池采用的鋰陶瓷技術(shù)可實現(xiàn)12分鐘充至80%電量，接近燃油車加油效率，在滿電狀態(tài)下，電動汽車?yán)m(xù)航可以超過1000公里。
安全性能升級：使用不可燃的固態(tài)電解質(zhì)，具有無腐蝕、無揮發(fā)、無漏液、可抑制鋰枝晶形成、天然隔絕正負(fù)極等優(yōu)點，具有較高的安全性。
低溫性能優(yōu)越：液態(tài)電池在低溫下，由于電解液粘度增加，鋰離子電導(dǎo)率降低，電池內(nèi)阻上升，容量損失較大，甚至可能因電解液凝固導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作。聚合物固態(tài)電池在-20℃的表現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于液態(tài)電池，且在-50℃條件下仍能正常工作。
中國、日韓、歐美在固態(tài)電池技術(shù)方面，均具有較強(qiáng)的研發(fā)能力和自主創(chuàng)新能力。對比來看，中國在硫化物、氧化物、聚合物三種固態(tài)電解質(zhì)路線均有布局，日韓側(cè)重硫化物路線，歐美則偏向氧化物路線。
需指出，全固態(tài)與半固態(tài)電池雖只有一字之差，在性能和研發(fā)難度上卻有云泥之別。全固態(tài)電池在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中仍面臨一些技術(shù)難點。
半固態(tài)電池畢竟摻雜了液態(tài)電解質(zhì)，其液體部分就像木桶效應(yīng)中的短板，始終限制電池整體性能上限。只有在電池電解質(zhì)為全固態(tài)的情況下，電池才能大幅提高能量密度、安全性和電池壽命。
要實現(xiàn)全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，還需要解決固-固界面、鋰金屬負(fù)極應(yīng)用、硫化物電解質(zhì)在空氣中不穩(wěn)定且合成成本較高，以及全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝等四大難題。
比如，固-固界面多為點接觸、接觸面積小，隨著電池循環(huán)，電極材料體積膨脹使接觸惡化、界面阻抗增加，持續(xù)應(yīng)力累積也可能導(dǎo)致正極和固態(tài)電解質(zhì)層中產(chǎn)生微米級裂紋，加劇電池性能衰減。硫化物電解質(zhì)則容易與正負(fù)極材料發(fā)生副反應(yīng)，造成界面高阻抗，導(dǎo)致內(nèi)阻增大，影響快充倍率性能。
西部證券研報指出，目前半固態(tài)電池已逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；傳統(tǒng)消費軟包電池本身采用聚合物路線，聚合物固態(tài)電池有望率先在消費電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用。氧化物半固態(tài)電池目前已上車動力領(lǐng)域；硫化物/鹵化物當(dāng)前仍處驗證階段，未來有望在人形機(jī)器人、eVOTL、AI眼鏡等新興領(lǐng)域率先應(yīng)用。
而在消費電子、航空航天等領(lǐng)域，下游市場對價格敏感度較低，能夠包容較高的新技術(shù)溢價。因此，慧博云通預(yù)計，固態(tài)電池在這些領(lǐng)域的滲透率提升將快于車用市場，2030年固態(tài)電池滲透率達(dá)到20%，其中全固態(tài)電池滲透率為10%。全球固態(tài)電池出貨量也將在2030年達(dá)到396GWh，其中全固態(tài)電池出貨量超85GWh。
硫化物依然是全固態(tài)電池的主要技術(shù)路線。假設(shè)2030年實現(xiàn)中期降本愿景，即硫化物全固態(tài)電池BOM成本降至0.85元/Wh，則對應(yīng)超700億元市場空間。而隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)，2030年同時有望成為全固態(tài)電池開啟降本通道的起點，隨著成本下降市場競爭力增強(qiáng)，全固態(tài)電池將打開更廣闊的應(yīng)用市場，滲透率加速提升。
風(fēng)險提示：研發(fā)進(jìn)展不及預(yù)期；新技術(shù)替代風(fēng)險；下游需求不及預(yù)期。
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