海通国际固态电池报告揭示了硫化物固态电解质产业化的核心瓶颈——成本。硫化锂作为硫化物固态电解质的关键原材料，占其成本接近80%，参照每吨480万元售价，硫化物固态电解质生产成本超200万元/吨，全固态电芯材料成本高达2.2元/Wh。恩捷股份、天齐锂业、厦钨新能、有研新材等国内企业正加速硫化锂研发与产能建设，硫化物路线降本空间有望逐步打开。
硫化物固态电解质——离子电导率最高，成本是最大瓶颈
硫化物固态电解质是全固态电池最受关注的技术路线之一，优势显著：离子电导率通常在10⁻⁴~10⁻²S/cm，Li₁₀GeP₂S₁₂室温离子电导率达1.2×10⁻²S/cm为所有固态电解质中最高；硫原子半径大、电负性小，具有相对较低的Li⁺结合能；密度较小有利于提升电池整体能量密度；机械性能出色，具有良好的延展性和较低的硬度，有利于改善与电极材料的界面接触性。缺点同样突出：较差的电化学与化学稳定性、差的空气稳定性、电解质与正负极界面易发生副反应，以及最关键的高成本问题。
硫化锂——成本占比近80%的关键原材料
硫化锂是硫化物固态电解质的关键原材料之一，纯度直接影响硫化物固态电解质性能。硫化锂制备合成所需的锂源、硫源价格并不贵，但硫化锂在空气中不稳定，易水解产生有毒硫化氢气体，且电池级硫化锂需要高纯度，其制备工艺对温度、水分、能耗等均有较高要求，因此硫化锂市场价格居高不下。目前硫化锂占硫化物固态电解质成本接近80%。根据高工锂电数据，参照每吨480万元售价，硫化物固态电解质生产成本超200万元/吨，全固态电芯材料成本约为2.2元/Wh。硫化锂降本是硫化物固态电解质降本的重中之重。
国内企业硫化锂研发与产业化进展
多家国内企业正加速硫化锂技术突破和产能建设。恩捷股份2021年12月成立控股子公司湖南恩捷，布局全固态电池电解质相关产品，目前固态用高纯硫化锂产品已完成小试吨级年产能建设和运行，百吨级硫化锂中试正加快推进试生产工作。有研新材固态电解质用高纯硫化锂项目持续研发阶段，可实现产品小批量稳定制备。天齐锂业已完成下一代固态电池关键原材料硫化锂产业化相关支持工作，累计与十余家下游客户进行打样。厦钨新能开发出新的硫化锂合成工艺，从小试、中试结果来看技术指标良好，降本空间较大。泰和科技“硫化锂的合成技术研究”项目已完成小试转入中试状态。硫化锂合成方法主要包括机械球磨法（固相法）、液相法（溶剂法）、高温还原法等，液相法工艺相对简单、适合大规模连续制备，但纯度、含水量较难控制。
硫化物全固态电池商业化仍面临多重挑战
除成本外，硫化物大规模商业化仍存在三方面困难：一是现有的电解质制备方法成本过高且有较大局限性，低成本的制备技术尚待开发；二是硫化物电解质各方面性能的提升无法同时兼顾，需要研究新的提升策略；三是全固态锂离子电池中电极与电解质之间的界面问题仍是一大难点，包括电化学稳定窗口窄、界面处元素互相扩散、空间电荷层等化学/电化学界面问题，以及固态电解质刚性界面接触、循环过程中材料体积变化和应力积累等物理界面问题。随着硫化锂降本持续推进和界面工程技术进步，硫化物全固态电池有望在2030年后实现大规模商业化应用。
国内企业硫化锂研发进展| 公司 | 进展 |
|---|
| 恩捷股份 | 高纯硫化锂完成小试吨级年产能，百吨级中试推进中 |
| 有研新材 | 高纯硫化锂项目持续研发，可实现小批量稳定制备 |
| 天齐锂业 | 完成产业化支持工作，累计与十余家下游客户打样 |
| 厦钨新能 | 新合成工艺从小试中试看技术指标良好，降本空间较大 |
| 泰和科技 | “硫化锂的合成技术研究”已完成小试转入中试 |
