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固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈：多材料體系并行發(fā)展，成本下降有望超預(yù)期
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-10-22

1、固態(tài)電解質(zhì)：多數(shù)廠商專注于氧化物和硫化物路線

根據(jù)電解質(zhì)材料的不同，固態(tài)電池可分為聚合物、氧化物、硫化物三種體系。固態(tài)電池技術(shù)早期研究以聚合物電解質(zhì)為主，因此聚合物體系工藝最為成熟。但隨著聚合物電解質(zhì)性能達(dá)到上限難以突破，固態(tài)電池技術(shù)研究逐漸過渡到以氧化物系和硫化物系為主。

氧化物體系分為薄膜和非薄膜類，前者開發(fā)重點(diǎn)在于容量的擴(kuò)充與規(guī)?；a(chǎn)，后者綜合性能較好，是當(dāng)前研發(fā)的重點(diǎn)方向；硫化物體系處于發(fā)展空間巨大與技術(shù)水平不成熟的兩極化局面，亟需解決安全性等問題。

氧化物綜合性能好，體系制備難度適中，但電導(dǎo)率較低。氧化物具有較好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性高達(dá) 1000℃，同時機(jī)械穩(wěn)定性與電化學(xué)穩(wěn)定性都較好。但與硫化物相比，氧化物電導(dǎo)率仍偏低，將限制電池容量、倍率性能進(jìn)一步提升。

此外，氧化物電解質(zhì)孔隙率非常高，無法導(dǎo)鋰。目前國內(nèi)主要研究方向?yàn)楣桃夯旌涎趸锕虘B(tài)電池，既有氧化物的固態(tài)電解質(zhì)層，又有電解液浸潤，以此填充孔隙，實(shí)現(xiàn)完好的導(dǎo)鋰通道。

硫化物固態(tài)電解質(zhì)是理論上最佳的固態(tài)電解質(zhì)材料。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率最高，并且電化學(xué)穩(wěn)定窗口較寬，可以在 5V 以上，且兼具強(qiáng)度和加工性能、界面相容性好，是理論上最佳的固態(tài)電解質(zhì)材料。

諸多動力電池巨頭（豐田、本田、LG、松下、寧德時代等）選擇其為主要技術(shù)路徑，其中豐田最為激進(jìn)，擁有全世界最多的固態(tài)電池專利。但硫化物熱穩(wěn)定性差、熱反應(yīng)起始溫度高達(dá) 400～500℃，與正極材料兼容度差，制備工藝復(fù)雜，因此目前尚難量產(chǎn)。

聚合物固態(tài)電解質(zhì)當(dāng)前技術(shù)最成熟、最早實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。聚合物固態(tài)電解質(zhì)（SPE），由聚合物基體（如聚酯、聚醚和聚胺等）和鋰鹽（如 LiClO4、LiAsF6、LiPF6等）構(gòu)成。室溫下離子電導(dǎo)率為10?8~10?6s/