固态电池与液态电池对比

• 根据电解质的不同，锂电池技术体系可分为：液态电解质电池、混合固液电解质电池（半固态电池）、固态电解质电池。

• 固态电池与液态电池工作原理相同。固态电池在电池结构上与液态电池变化明显：半固态电池由于仍存在部分液态电解液，故而保留了电解液和隔膜等结构。而全固态电池离子传导介质和通道由传统的电解液与隔膜变为固态电解质，电池结构实现进一步简化。半固态电池由于仍存在部分液态电解液，故而保留了电解液和隔膜等结构。而全固态电池离子传导介质和通道由传统的电解液与隔膜变为固态电解质，电池结构实现进一步简化。

固态电池核心优势：能量密度高、安全性高

• 固态电池能量密度更高：1）固态电解质电化学窗口宽，能够适配更高电压的正极材料。2）固态电解质具有良好的机械性能，能够有效抑制锂枝晶的形成，从而能够兼容更高能量密度的锂金属负极材料。3）由于电解质的非流动性，电芯内部极片可以串联连接以此提高单体电压，实现与多电芯串联而提升电压的同等效果，从而能够在成组时减少结构件使用、提升能量密度。目前，行业中常见的半固态电池能量密度多集中在350-400Wh/kg，部分全固态电池样品能量密度超过500Wh/kg。

• 固态电池安全性更高：固态电解质本身不可燃、且热分解温度高，固态特性完全避免了电解液腐蚀、挥发、漏液等问题，安全性能大幅提高。

固态电池短期不足：倍率性能、循环寿命和成本制约产业化

• 界面处机械稳定性较差影响寿命：充放电过程中，电极材料会产生体积变化，结构应力的累加会造成界面接触面积的下降、形成结构缺陷，从而影响循环寿命。

• 界面处电化学稳定性较差影响倍率性能：固态电解质与电极的接触是固-固接触，接触面积小且接触面有更高的阻抗，从而影响锂离子的传输。

• 固态电池成本仍相对较高：正极材料或采用高镍三元、富锂锰基等，负极或将搭载硅负极、金属锂等，材料成本明显提升。同时，电解质难以轻薄化、且部分搭载金属元素，成本亦有提升。部分电解质体系对于水分等较敏感，有些制造和后处理环节中需要依赖于惰性气体或干燥室，生产制造成本也有所提升。

• 目前液态高镍三元电池成本普遍在0.40-0.45元/Wh，半固态三元电池成本在0.8-1.1元/Wh，全固态电池成本在3.0元/Wh以上。

固态电池的成本比较与中远期展望

• 固态电池降本方案：1）技术突破，固态电解质的制备方案成本、设备投资额持续下降；2）规模效应助力，硅负极、固态电解质材料等价格有望下滑；3）产

线良率优化，降低单位制造与人工成本。

• 中期来看，伴随固态电解质、硅基负极等材料价格有望加速下行，同时产线良率有望稳步提升，届时我们测算得到半固态电芯的单位总成本约为0.49元/Wh。

• 远期来看，全固态电池电解液也将全部被替换为固态电解质，我们测算得到届时全固态电芯单位总成本约为0.80-0.92元/Wh。