固态电解质观察：万吨级产能与量产的距离

固态电解质是固态电池量产过程中最大的不确定性。

高工锂电注意到，当前多家固态电解质企业的产能规划达到千吨甚至万吨级别。按照单GWh固态电池对应700-1000吨固态电解质看，以上产能若全部落地，已可支持数GWh的固态电池制备。

不仅如此，固态电解质所对应的更高附加值产品，包括固态电解质涂覆隔膜、（纯）固态电解质膜也正加速发展中。

但从出货情况来看，固态电解质产品销售仍以送样为主，多家固态电解质企业预计在今年年底或明年才迎来批量订单与交付。

固态电解质产能规划与量产之间的距离几何，还有待进一步理解。

固态电解质产能布局观察

据不完全梳理，产业中固态电解质企业普遍规划有千吨级产能，头部企业的布局规模则达到万吨级。

具体到技术路线来看，固态电解质落地生产项目以氧化物、聚合物为主，而硫化物相关产能多处于未开工阶段。

从产品结构来看，出货形态则包括了固态电解质粉体、浆料/原位固态化电解质，固态电解质复合隔膜、固态电解质膜等。

原位固态化电解质指涉的是有机或聚合物基固态电解质体系。由于原位固化实际上发生于电芯生产的注液环节，此类电解质主要以电解液的形式生产、包装、储存、销售。

拥有原位固态化电解质产能的公司包括蓝固新能源（山东淄博5万吨/年）、聚圣科技（广东佛山3000吨/年）等。

浆料、粉体则是硫化物、氧化物等无机物固态电解质的出货形态。粉体可部分作为浆料原料进一步加工，也可外售。

纳米形态的固态电解质粉体、浆料，通常应用于极片（极片掺混、极片表面涂覆、电极颗粒表面包覆等多种形式）或隔膜涂层改性中。相较于氧化铝、勃姆石等常见隔膜涂覆材料，本身便具备离子导电能力固态电解质浆料作为涂层，可进一步提高隔膜导电性。

若以纳米粉体直接加入，分散性差且颗粒易团聚；以浆料形式使用更容易获得均匀分散的纳米颗粒体系，被业内更为广泛地应用于液态电池、固液混合电池，以及固态电池之中。

氧化物路线上，蓝固新能源、蓝珧新材料等企业已规划万吨级固态电解质浆料产能，包括蓝固于江苏溧阳的2万吨/年，蓝珧于浙江绍兴的1万吨/年等，均已通过环评审批。

其中，蓝珧为卫蓝新能源子公司兼供应商，其1万吨固态电解质浆料产能，平均分配给水性（以纯水为溶剂）、油性（以NMP为溶剂）。包含年产500公斤的氧化物电解质粉体的研发能力，主要用于产线中对粉状物料投加比例的调整及改进，不涉及外售。

南木纳米千吨级氧化物固态电解质产线也于近期完成验收，公司产能规划还包含了3000万平方米到提莫产能。

硫化物路线上，中科固能（江苏溧阳百吨级）、瑞固新材（浙江衢州6000吨/年）项目均处于环评筹备阶段，尚未开工。

有隔膜研究背景的固态材料企业，包括星源材质、江苏三合（卫蓝新能源、天目先导、恩捷股份合资公司）、蓝廷新能源、瑞智新能源、柔荷新能源等，其固态电解质产品形式则进一步包括了固态电解质复合/涂覆隔膜（固态电解质或混合其他材料作为涂层）、固态电解质膜等。

对于复合隔膜来说，目前业内多采用7-9μm基膜进行固态电解质涂覆，涂层厚度在1-4μm。

对于固态电解质膜来说，有观点认为，固态电解质层与隔膜一样，在电芯内部承担离子传导、电子绝缘两大作用，倾向于把固态电解质膜当成锂电隔膜迭代的终极形态来看待（复合隔膜则为过渡形态）。

因此也可以参考隔膜评价体系来衡量固态电解质膜产品的发展，即需考虑其对电池内阻、循环、容量、安全性能的影响，关键参数则包括了厚度、机械强度、界面阻抗、离子电导、热稳定性、化学稳定性等。

其中，星源材质开发的氧化物、聚合物固态电解质膜已经具备量产化制备的条件，产品已经进入多家客户认证或测试阶段，并小批量供货给多家知名头部客户。

蓝廷新能源复合隔膜包括固态电解质、功能高分子、粘结剂等多种材料，可提高离子电导率（1.1-1.5 mS/cm）与电化学窗口（5.2 V），降低电解液含量、提高电池循环性能。

硫化物固态电解质膜方面，近期湖南恩捷基于硫化物实现了电解质膜产品的实验室技术定型，其8cm*10cm超薄独立自支撑电解质膜片，厚度最低可小于30μm，室温下离子电导率可达2mS/cm。

理论上，中游材料企业在产业发展初期，便向上下游同时发展，既能获取更高价值，也可以在固态电池产业链中提前争取产品定义、利润定义的话语权。

从这个意义上看，硫化物固态电解质相关材料企业，客观上既需要通过掌握昂贵原材料（硫化锂）的量产工艺来实现降本、同时具备将其制备成膜产品的客观优势，后期一体化发展潜力最高。

产能与量产的距离

不同路线固态电解质的制备挑战已在高工锂电以往文章中解释。此文主要对其产品形态：浆料、膜的量产挑战进行补充。

上文提及，市场对于无机固态电解质浆料的需求更大，但此类产品由于重力作用、颗粒间相互作用等，易在24小时内发生固态电解质沉降至底部，导致粒度不均、上下层固含量不稳定的情况，无法作为库存储备，现配现用会影响生产效率；进入生产过程中还会使得上料值难以精准确定，最终影响电池一致性。

此外，固含量过低、溶剂含量过高，则会带来原材料成本增加（溶剂为最终挥发的无效成分），运输成本增加（溶剂质量占比高）、安全风险增加（部分有机溶剂易燃易爆）等不利影响。固含量上限能否突破30%是一个参考指标。

以上挑战阻碍了无机固态电解质的规模应用。其解决既需要通过调整材料配比（分散剂、溶剂等的选择与搭配），也离不开对分散、研磨等关键工序做出改进，结果上追求的是同时满足工艺简单、固含量稳定、再分散性好、运输成本低和无添加剂的要求。

有专利指出，采用兼具破碎和超声功能的研磨方式（破碎对原材料粒度要求更低、工艺简单）替代高速离心、单一超声分散等，能获得粒度与固含量更稳定的浆料。相关企业可通过对研磨设备选型，研磨时间与线速度控制等来构建技术壁垒。

当前有公司，基于LATP氧化物固态电解质可实现超过40%的固含量，可支持生产之日起的2个月保质期、沉降稳定性表现为30天后固含量变化小于等于1%，为产业中进度较为领先的代表。

对于固态电解质膜来说，其制备方式同样可分为干、湿法两种。

干法工艺成膜，可理解为采用干法电极技术来制备膜形态的固态电解质，其中粘接剂原纤法主要通过高速剪切分散将电解质材料、粘结剂（PTFE为主）与锂盐进行混合，然后通过挤压流延、辊压等工序制备固态电解质膜。

辊压过程中，由于刚性模具和单向压制存在应力和密度分布不均匀的缺点，易导致成膜密度低（厚度控制难）、孔隙率高，最终导致固态电池中阻抗增加、促进锂枝晶生长。

这对于辊压设备的工作压力、辊压精度以及均匀度提出更高要求，或推动新型辊压机的迭代。

柔荷新能源选择了丰田主导的喷涂路线，并基于对气流纺丝、悬浮喷涂技术的创新，来实现有机/无机复合固体电解质薄膜的规模化制备。该公司于今年9月获得了千万元天使轮融资。

湿法路线则基于电解质浆料，支持模具支撑、正极支撑、骨架支撑多种成膜方式，与现有锂电产线设备兼容性高，成膜效率较高。

从湖南恩捷公开披露的信息来看，其近期突破的硫化物基固态电解质膜实验室制备，采用的便是湿法工艺。由于硫化物易与部分有机物发生反应，对溶剂、粘结剂等的选择提出了更大挑战。此外溶剂干燥、回收将成为量产阶段的挑战。