概述：

固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)液態(tài)電池，單GWh耗鋰量明顯增加，為鋰電行業(yè)帶來新的增長曲線。固態(tài)電池使用高鎳三元/富鋰錳基正極和金屬鋰負(fù)極體系，氫氧化鋰和金屬鋰的需求比例大幅增加，有望提升高純度鋰鹽和金屬鋰相對于碳酸鋰的溢價。此外，固態(tài)電解質(zhì)取代有機液態(tài)電解質(zhì)不僅是全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程中的根本性變革，也進一步放大了對鋰資源需求的增量效應(yīng)，為鋰產(chǎn)業(yè)鏈價格注入上行動能。

正文：

在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型下，固態(tài)電池作為下一代鋰電池的核心技術(shù)方向，在新能源汽車、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用前景。近年來，從國家到地方，都出臺了一系列支持固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，基本形成了“中央定調(diào)引導(dǎo)，地方試點推進”的立體化政策支持體系。

固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)取代了易燃的液態(tài)電解液和隔膜，氧化物、硫化物和聚合物三大類固態(tài)電解質(zhì)構(gòu)成了主流技術(shù)方向。其中，硫化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率最高、機械柔軟易加工，有望率先實現(xiàn)全固態(tài)電解質(zhì)商業(yè)化，但目前受制于成本極高、化學(xué)穩(wěn)定性較差等問題；氧化物電解質(zhì)具備優(yōu)良的熱穩(wěn)定性與安全性能，但離子電導(dǎo)率欠佳，脆性較大而不易于加工，適用于半固態(tài)電池；聚合物電解質(zhì)的最大優(yōu)勢在于出色的柔韌性和可加工性且成本最低，但電化學(xué)性能偏弱導(dǎo)致應(yīng)用有限，主要用于柔性電子設(shè)備。

與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比，固態(tài)電池在能量密度、安全性、循環(huán)壽命三個維度更具優(yōu)勢。（1）能量密度更高：目前主流液態(tài)鋰離子電池的能量密度在250-300Wh/kg，其理論上限約為350 Wh/kg。固態(tài)電池的理論能量密度可達400-500 Wh/kg 以上，意味著相同質(zhì)量或體積的電池，續(xù)航延長、充電頻率降低。（2）安全性提升：傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池電解液分解產(chǎn)生可燃氣體，存在易燃、易爆等安全隱患。固態(tài)電解質(zhì)具備不可燃、無泄漏的特性，消除了電池起火、爆炸的主要風(fēng)險源，同時，鋰枝晶現(xiàn)象也得到了有效抑制，使電池系統(tǒng)安全性得到質(zhì)的飛躍。（3）循環(huán)壽命延長：液態(tài)電池的循環(huán)壽命受限于電解液與電極的副反應(yīng)，循環(huán)壽命在1500-3000次。固態(tài)電解質(zhì)在高壓下更穩(wěn)定，不易分解和與電極材料發(fā)生副反應(yīng)，減緩電池容量的衰減，循環(huán)壽命可突破5000次（部分硫化物體系達10000次）。

固態(tài)電池的研發(fā)過程仍存在界面抗阻大及離子傳輸效率低等技術(shù)瓶頸、材料和工藝的成熟度有待提升和成本控制等問題，其規(guī)模化量產(chǎn)并非一蹴而就，需要經(jīng)歷“液態(tài)-半固態(tài)-全固態(tài)”的漸進式替代過程。據(jù)招商大宗商品研究，國內(nèi)半固態(tài)電池處于量產(chǎn)前夕，已有部分車型裝車落地，全固態(tài)電池將于2027年實現(xiàn)千輛級別示范性裝車，2030年實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，預(yù)計到2030年固態(tài)電池出貨量為826GWh，其中半固態(tài)670GWh，全固態(tài)156GWh。2030年后低空、人形機器人或?qū)⒊蔀閯恿︿囯姵叵掠卧鏊僮羁斓姆较颉?/p>

通過上表，液態(tài)、半固態(tài)、全固態(tài)電池的正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜材料有所差異。隨著固態(tài)電池逐漸從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化前沿，將對鋰資源及其加工產(chǎn)品的需求和價格產(chǎn)生深遠影響。

正極材料：鋰的總體需求增加，鋰化合物產(chǎn)品有所分化，進而對氫氧化鋰和碳酸鋰價差產(chǎn)生影響。

液態(tài)電池正極材料體系以磷酸鐵鋰和三元材料作為兩大主流方向，每噸磷酸鐵鋰正極材料約消耗0.25噸LCE（碳酸鋰當(dāng)量），而三元材料的單位碳酸鋰需求集中在0.35-0.45噸區(qū)間內(nèi)。

半固態(tài)電池主要使用高鎳三元正極材料，磷酸鐵鋰由于無法滿足高能量密度需求而逐漸淡出半固態(tài)電池正極材料體系。半固態(tài)電池推廣激發(fā)高鎳三元正極需求，對電池級氫氧化鋰（生產(chǎn)高鎳材料的關(guān)鍵原料）相對于碳酸鋰的溢價或?qū)a(chǎn)生擴張效應(yīng)。

全固態(tài)電池需要高能量密度和高電壓的正極材料。高鎳三元材料憑借工藝成熟度和能量密度優(yōu)勢，成為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程中主要方向之一，進一步支撐氫氧化鋰需求。富鋰錳基材料以高電壓、低成本優(yōu)勢，成為固態(tài)電池正極材料理想選擇，其鋰含量大于傳統(tǒng)正極材料且由于首次充放電時不可逆鋰損耗，每噸富鋰錳基正極的碳酸鋰當(dāng)量需求增加至0.50-0.65噸，約為傳統(tǒng)液態(tài)正極材料鋰需求2倍以上。

負(fù)極材料：鋰金屬負(fù)極對鋰需求拉動顯著。

液態(tài)電池負(fù)極材料主要采用石墨類碳材料，僅作為鋰離子嵌入的載體，鋰需求幾乎忽略不計。

半固態(tài)電池以硅碳負(fù)極作為主流選項，這類負(fù)極本身不貢獻鋰源，但需要采取“預(yù)鋰化”工藝來補償首次充放電中的鋰損耗，在負(fù)極中添加預(yù)鋰化試劑，進而提高鋰資源需求。

固態(tài)電池：金屬鋰負(fù)極具有高比容量、高工作電壓等優(yōu)勢，可提升鋰電池能量密度和充電速度，是全固態(tài)電池負(fù)極材料的終極解決方案，承載著推動電池技術(shù)邁向更高能級的重要使命。若此路徑成功商業(yè)化，單位電量（kWh）的電池對鋰金屬的需求量將顯著增加。

電解質(zhì)：從液態(tài)到固態(tài)，用鋰量呈現(xiàn)遞增趨勢，但不同固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線的鋰資源需求和特定鋰化物要求存在差異。

液態(tài)電池采用鋰鹽（如LiPF6）、有機溶劑和添加劑三大核心材料構(gòu)成液態(tài)電解質(zhì)。鋰鹽僅占電解液重量的10-15%，但成本卻占電解液的50%左右，為電解液最核心的組成部分，其次為溶劑成本（約占30%-40%），添加劑成本則占10%-20%。

半固態(tài)電池為電解質(zhì)固液混合，保留5%-10%電解液浸潤。按 5%電解液計算，半固態(tài)氧化物（如鋰鑭鋯氧LLZO）電池中電解液+固態(tài)電解質(zhì)合計用鋰約為 85 噸 LCE/GWh，是傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池電解質(zhì)用鋰量2 倍左右。

固態(tài)電池電解質(zhì)主要分為硫化物、氧化物和聚合物三大技術(shù)路線，每種路線對鋰資源的需求有所分化，硫化物全固態(tài)＞氧化物全固態(tài)＞傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池＞聚合物全固態(tài)。

（1）硫化物電解質(zhì)的關(guān)鍵原材料是硫化鋰，需要大量的鋰資源來支撐其生產(chǎn)。據(jù)測算，1GWh固態(tài)電池的硫化物電解質(zhì)需要206.7噸硫化鋰（折合332.8噸LCE）和76.3噸的氯化鋰（折合66.4噸LCE），共折合399.2噸LCE，是傳統(tǒng)電解液對鋰需求的8-10倍。

（2）氧化物路線的鋰需求量通常低于硫化物，但該類電解質(zhì)比較堅硬，固-固接觸差，為了改善界面，需在電解質(zhì)表面涂覆一層含鋰的過渡層，這會額外增加一些鋰的消耗，其鋰用量與傳統(tǒng)三元電池相當(dāng)。

（3）聚合物電解質(zhì)主要由高分子聚合物基體（如PEO、PAN）、鋰鹽及添加劑構(gòu)成,在三種電解質(zhì)中對鋰資源需求量最低，若該路線成為主導(dǎo)，電解質(zhì)鋰用量可能出現(xiàn)下滑。

數(shù)據(jù)來源：鋼聯(lián)數(shù)據(jù)

總體來說，液態(tài)-半固態(tài)-全固態(tài)電池演進中，將提振鋰資源消費量。鋰價可能因需求結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變而出現(xiàn)品種分化，尤其高性能正極材料和金屬鋰負(fù)極對氫氧化鋰和金屬鋰的需求增長或使得以上兩種加工品相對于碳酸鋰獲得更高溢價。固態(tài)電解質(zhì)進一步擴大了對鋰資源需求空間，刺激市場樂觀預(yù)期并為鋰產(chǎn)業(yè)鏈價格復(fù)蘇提供支撐。

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