长江证券：固态电池行业深度报告硫化物进展加速设备材料先行（24页）.pdf

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1、硫化物进展加速，设备材料先苨固态电池深度报告长江证券研究所电力设备与新能源&机械研究小组2025-01-06%1分析师 邬博华分析师 赵智勇分析师 曹海花分析师 叶之楠SAC执业证书编号：S0490514040001SAC执业证书编号：S0490517110001SAC执业证书编号：S0490522030001SAC执业证书编号：S0490520090003SFC执业证书编号：BQK482SFC执业证书编号：BRP550分析师 倪蕤分析师 屈奇联系人 喻亨一SAC执业证书编号：S0490520030003SAC执业证书编号：S0490524070003分析师及联系人证券研究报告评级看好维持 证

2、券研究报告%201硫化物路线进展加速，硫化锂材料是关键3固态电解质：目前技术路线未定，各有优劣01资料来源：Solid-state Battery Roadmap 2035+，高性能硫化物基全固态锂电池设计：从实验室到实用化（刘元凯等，物理化学学报,2023,39(8):2301027），长江证券研究所固体电解质氧化物聚合物硫化物卤化物定义含有锂和氧的化合物，以及其他组分，如磷、钛、铝、镧、锗、锌或锆液体和固体之间的过渡态，主要是聚合物基体+锂盐+添加剂以锂和硫为主要成分，可由磷、硅、锗或卤化物等补充含有卤原子，F、Cl、Br、I、At材料玻璃相（LiPOH）、NASICON型（LATP）、石

3、榴石结构（LLZO）、钙钛矿结构（LLTO）等聚合物基体（PEO）+锂盐（LiTFSI）+添加剂（纳米颗粒-锂镧锆钛氧、氧化石墨烯等、熔融盐、共聚物等）亚硫化物类（LPS）、LGPS类（东工大路线）、Thio-LISICONs（-Li3PS4）、银石类（Argyrodites，硫银锗矿等，三井金属和高能时代的路线）Li3MX6（M代表Sc,Y,In或稀土金属;X代表卤素）通式的三元卤化物材料工艺硬且脆，不适用于卷绕加工，需要高温烧结或者和聚合物复合，不然无法致密结合基本兼容现有锂电池生产设备及工艺，具备规模化生产优势需要在干燥的气氛中制造（吸湿容易产生硫化氢）室温压实，结构稳定性比较优秀成本相

4、对适中不使用稀有金属，材料成本相对较低LGPS类含锗，价格高昂。其他子类成本适中必须加入稀土元素（如Y、Er、Sc或In），成本相对较高界面质硬，界面相容性差，可有效抑制锂枝晶生长，但体积变化无法补偿界面相容性较好，抑制锂枝晶生长能力有限质地柔软（冷压或者高压作用即可制备），界面相容性较好（杨氏模量低）界面稳定性安全性具有良好的机械稳定性和化学稳定性，对温度同样不敏感，可以在较宽的温度范围内工作较差，200以上有燃烧可能与氧气和水反应，生成硫化氢水分敏感，与锂金属反应离子电导率较高，但质地较硬，内阻较大室温电导率低，需要加热高（锂硫相互作用弱），接近甚至超过液态电解液离子电导率足够高电化学窗口

5、6V，兼容电极材料体系，对锂金属稳定较窄，难以运用高电位的正极材料5V，低电位下易还原，高电位下易氧化电化学窗口范围较大%4硫化物：离子电导率最高，发展潜力巨大表：硫化物固态电解质类型及对应性能和技术路线硫化物电解质具有理想的离子电导率（媲美液态电解质），良好的电极材料兼容性（较宽的电化学窗口），是目前最理想的固态电解质之一，在全固态电池中发展潜力最大。但是亟待解决的问题多多：1）界面不稳定，容易发生剫反应造成阻抗变大；2）碱性和水性环境下极易发生化学反应生成硫化氢；3）稀土金属的添加大幅提升了加工成本和材料成本。LGPS型和硫银锗矿型离子电导率高，同时硫银锗矿型SE具备低成本高稳定性特点，具

6、备较好的发展前景。资料来源：郭沛,崔灿灿,孔德洁,等.“双碳”背景下固态锂电池用硫化物固态电解质的发展趋势J/OL.化工进展，长江证券研究所类型代表材料离子电导率优势劣势进展生产工艺玻璃-陶瓷态LPS10-3离子电导率较高合成步骤复杂由于硫化物电解质对空气中水分非常敏感，目前硫化物固态电解质的合成主要在封闭体系或者惰性气氛保护下完成，分为机械球磨法、高温固相反应法和液相合成法。Thio-LISICON型-Li3PS410-3离子电导率高成本较高，需要用到贵金属锗，空气稳定性差丰田；东工大硫银锗矿银石Li7PS6Li6PS5X(X=Cl,Br,I)10-3电化学稳定性好空气稳定性较差，成本较高，