国金证券在锂电月报研究专题中深入分析了硫化锂——固态电池产业发展的关键材料。硫化锂在固态电池成本中占比近70%，当前市场报价超过500万元/吨。高昂成本及日韩企业早期专利布局成为硫化物固态电池产业化的关键掣肘。国内恩捷股份通过布局固相法工艺，不仅在专利上避开日韩密集部署的液相法技术路径，还通过工艺优化降低对高成本原料及设备依赖，有望率先实现产业化应用。
硫化锂——固态电池成本核心，占比近70%
硫化锂为硫化物固态电池核心材料，硫化物电解质及锂硫电池正极合成均依赖硫化锂。当前受制于高成本和设备瓶颈，产业化仍面临巨大挑战。成本角度看，国内硫化锂报价在500-1000万元/吨以上，约占硫化物电解质成本的80%，导致20Ah硫化物全固态电池成本约为液态电池成本的4-5倍，严重制约商业化进程。
从物理性质看，硫化锂具有反萤石结构，化学性质非常活泼，在空气中易水解产生剧毒硫化氢气体，一般需在隔绝水氧环境中生产、储存和运输。应用于硫化物电解质时对纯度和粒径要求极高，以达到高电导率标准。
技术路径三足鼎立——液相法成熟但专利受限，固相法后发有望突破
从技术路径看，日韩企业制成硫化锂工艺成熟、专利布局早，多选择液相法工艺。代表企业三星SDI全固态电池2024年进入中试阶段，丰田与出光兴产固态电解质先导试验工厂预计2027年投产。日本自2010年起布局并主导硫化物技术路线，在液相法领域积累大量核心专利，形成严密技术壁垒。
国内主流厂商长期沿用日韩液相法并在其基础上迭代优化，引入硫粉和还原剂替代有毒硫化氢气体。考虑专利规避问题，国内企业布局固相法碳热还原法，恩捷股份通过布局可常压连续制备硫化锂碳热还原法专利，可避开日韩专利限制。气相法如厦钨新能布局CVD法，仍处于发展阶段。
降本路径——固相法目标成本20-30万/吨，恩捷股份率先中试
当前硫化锂价格较高，约为500-1000万元/吨。据测算，如果硫化锂成本降低至50万元/吨，硫化物电解质成本有望降低至33万元/吨，固态电池成本将逐渐接近液态电池。从技术路径看：气相法需要高温高压环境，设备折旧成本高；液相法日韩企业已初步实现吨级量产，但国内工艺引入有机溶剂废液回收成本高；固相法原料易获取、成本较低。
恩捷股份自研碳热还原法专利，制作工艺避免严格生产环境，降低对高成本原料及设备投入，同时可连续制硫化锂，放大时能较大降低生产成本。目前恩捷股份已完成小试吨级年产能建设和运行，并搭建百吨级硫化锂中试产线，有望量产后率先实现降本。
固态电池产业化节奏——渐进式技术迭代，材料行情依次展开
固态电池产业化是确定的，但迭代到固态的技术路线是渐进式的。从技术迭代路线图看，负极将是率先开启技术革新——复合集流体+硅碳，随后是壳体、电解质等材料。材料的技术革新行情将按照技术和产业逻辑依次展开。
固态电池厂商硫化锂采购方案仍延用海外成熟工艺如液相法，利好天赐材料、赣锋锂业等受益于固态电池产业规模起量。从专利及成本角度看，固相法或具备更大潜力，有待恩捷股份等领军企业规模降本带来硫化物固态电池量产掣肘的关键突破。
表：硫化锂主要制备方法对比| 制备方法 | 代表企业 | 纯度 | 优势 | 劣势 |
|---|
| 液相法 | 出光兴产、天齐锂业 | ≥99.9% | 布局早、技术较成熟 | 硫化氢剧毒，废液废气处理成本高 |
| 固相法 | 恩捷股份、容百科技 | 99.6% | 原材料易获取、成本较低 | 碳残留问题，需有机溶剂清洗 |
| 气相法 | 桐辰科技、厦钨新能 | 高活性 | 反应快、粒径小 | 原料价格高，规模化成本高 |
