全固态电池当前完成初步的技术收敛(硫化物为主的方向),但固固界面问题是最大难点。电池在日常循环中的“呼吸”造成的膨胀,除了初步制造中保持固固有效接触之外,保持使用中良好固固接触也很关键。全固态电池产业的爆发还需跨过材料和设备两大难关。
材料方面:
- 硫化物电解质主要问题在于空气敏感性(硫化氢毒性与环境控制难题)和材料成本下降。
- 硫化锂材料化学性质活泼,易水解产生剧毒的硫化氢气体,纯度要求高(最低需达到“4个9”),目前价格高昂,预计50万元/吨价格是重要的产业化拐点。
- 硫化锂制备方法主要有碳热还原法、液相法和球磨法,其中碳热还原法成本低且充足,但需解决部分参数、充气量、温度和环境适应性等问题,并进一步提高硫化锂纯度。
设备方面:
- 全固态电池制备中压力之外,堆叠压力成为影响循环和倍率等核心性能的关键。
- 等静压设备是电池制造端加压方案之一,但未来需要解决规模化和大型化等问题。
- 干法电极与全固态电池搭配的安全性潜力更大,但正极干法电极难度较大,良品率仍有提升空间。
电池核心性能:
- 消费者使用场景下循环性和循环中倍率稳定性是产业初期关键。
- 全固态电池或处于新能源车2009-2010年阶段(第一阶段、元年),预期2027年左右有类似“十城千辆”的少部分示范性装车,小规模量产或以2030年为节点,大规模量产或在2030年后。
投资角度:
- 建议关注全固态电池的核心要素硫化物电解质等、硫化锂、以及等静压、辊压设备等中长期的投资机会。
风险提示:
- 硫化物等电解质材料降本不及预期
- 全固态电池循环性提升不及预期
- 全固态电池设备规模化和相关工艺进展不及预期
- 假设全固态电池产业进度超预期,则预期的量产时间将提前