固态电池电解质的分类及性能对比

固态电池与现今普遍使用的锂电池不同的是：固态电池使用固体电极和固体电解质。固态电池的核心是固态电解质，主要分为三种：聚合物、氧化物与硫化物。与传统锂电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。

聚合物、氧化物和硫化物三种主流技术路线各有其特点

聚合物路线：PEO固态聚合物、聚碳酸酯体系、聚丸氧基体系与聚合物锂单离子导体基体系，其主要提升空间在混合多种材料、更新材料等方式发展。氧化物路线主要包含薄膜型，非薄膜型，主要发展方向是参杂同种异价元素。硫化物主要分为Thio-LiSIN型、LiGPS型与Li-aegyrodite型。

固态电池能量密度大

相比传统锂电池250Wh/kg的能量密度，固态电池能量密度目前已经接近400Wh/kg。分子结构决定固态电池在能量密度上具有天然优势。

固态电池资本开支与传统锂电持平，制造成本较高

固态电池制造成本大于锂电池的制造成本，主要原因是原材料成本高于传统锂电池以及固态电池所依赖的固态电解质等成本显著上升。

固态电池粘结剂变动较大，或将由PVDF转向NBR等其他粘结剂

风险提示

技术发展不及预期，下游需求不及预期。

1 固态电池与传统锂电对比：能量密度更大

固态电池与现今普遍使用的锂电池不同的是：固态电池使用固体电极和固体电解质。固态电池的核心是固态电解质，主要分为三种：聚合物、氧化物与硫化物。与传统锂电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。

图1： 固态电池与锂电池原理分析

资料来源：murata、浙商证券研究所

聚合物、氧化物和硫化物三种主流技术路线各有其特点，聚合物路线：PEO固态聚合物、聚碳酸酯体系、聚丸氧基体系与聚合物锂单离子导体基体系，其主要提升空间在混合多种材料、更新材料等方式发展。氧化物路线主要包含薄膜型，非薄膜型，主要发展方向是参杂同种异价元素。硫化物主要分为Thio-LiSIN型、LiGPS型与Li-aegyrodite型。

固态电池的另一个重要特点是其能量密度大。我们从电芯设计来看，固态电池由于没有液体电解质和隔膜的存在，可供储能空间更大。因此能量密度显著高于传统锂电池。相比传统锂电池250Wh/kg的能量密度，固态电池能量密度目前已经接近400Wh/kg。在能量密度上具有天然优势。

图2： 固态电池与锂电池电芯设计对比

同时，细分固态电池种类：固态电池根据其电解质不同还可分为半固态电池和全固态电池。主要区别在于，固态电池的电解质和电极全部由固态物质组成，而半固态电池则由。我们认为，半固态电池主要是固态电池与锂电池之间的过渡态。

图3： 固态电池与锂电池资本开支对比

将固态电池与传统锂电制造成本做对比可以看出，固态电池制造成本大于锂电池的制造成本。主要原因是原材料成本高于传统锂电池。固态电池所依赖的固态电解质等成本显著上升。

图4： 固态电池与锂电池制造成本对比

对比锂电池与固态电池，除固态电解质之外，粘结剂发生较大变化，粘结剂从PVDF替换为NBR。负极材料发生较大变化。

审核编辑：郭婷