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饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

固态电池真正的受益金属—-锗

核心要点：

1、锗锂体系固态电池是导电性能唯一接近液态电池的技术路线。

2、固态电池装车及产业化速度超预期加快，锗锂固态电解质用量

将爆发式增长。

3、A股拥有锗矿的上市公司锗资源预计将有数十倍业绩增量，堪

比20-21年锂矿公司业绩增长

一、锗锂固态电池导电性能最为接近液态电池

固态电池是使用固体电极和固体电解质的电池，其与传统液态电

池的区别在于用固态电解质替换掉了原有的液态电解液。固态电解质

的类型主要有三类，其中硫化物固态电解质，主要使用硫化锂及锗、

磷、硅等元素的硫化物，传输通道大，电负性适宜，电导率最高。

目前主要有三类固态电解质技术路线：

l聚合物固态电解质：主要使用聚环氧乙烷（PEO）及其衍生材料；

l氧化物固态电解质：主要使用锂镧钛氧化物、石榴石结构的锂镧

锆氧化物、快离子导体等。

l硫化物固态电解质：主要使用硫化锂及锗、磷、硅等元素的硫化

物。

【补充：最近较火的锆就属于第二类氧化物固态电解质，但事实

上，代表的LLZO电解质（锂镧锆氧）电导率并非最优，且需要用到

只有中国能产出的极度稀缺的镧元素，国内外机构对这套技术路线的

认可度普遍相对不高。】

离子电导率低一直是影响固态电池应用的最大障碍。离子电导率

指锂离子在电解质内移动的顺畅情况。固态电池的电导率普遍低于液

态离子电导率，相当于“运动员”来回奔跑的阻力变大，速度自然变

慢。固态电解质和正负极是固固接触，锂离子在界面之间的传输阻力

更大。低电导率使锂离子在电池内部传输效率过低，影响固态电池的

快充能力和循环寿命，也无法让电池容量正常释放。

锗锂固态电解质是硫化物固态电解质的典型代表，其电导率是三

饭疏食，饮水，曲肱而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。——《论语》

类固态电解质中最高的。被视为最优解的LGPS电解质（即

Li10GeP2S12，Ge—锗）是目前室温下电导率最高的固体电解质，

其电导率高达1.2x10-2S/cm，可与液态电解质达到同一数量级；而其

他电解质因电导率低，其电池应用能力将有所削弱。

LGPS的一般工艺路线是：将硫化锂（Li2S）、二硫化锗（GeS2）

及五硫化二磷（P2S5）经过真空烧结后压片得到。

二、锗锂固态电池是最具潜力的固态电池产业化方向

硫化物电解质由于离子电导率极高、电化学稳定窗口较宽（5V以

上），受到了众多企业的青睐，尤其是日韩企业投入了大量资金进行

研究。其卓越的导电能力使得其成为开发潜力最大的固态电池研究方

向。

尽管其与锂电极的界面稳定性方面有待提升，但近年来，在提高

锗锂固态电解质稳定性方面也有诸多成果，通过机械压制等手段可显

著提升LGPS固态电池临界电流密度。例如哈佛大学李鑫教授团队采用

机械压制的方法，有效避免电解质LGPS和金属Li之间的化学/电化学

反应和锂枝晶的生长。复合负极的双层结构在电池循环过程中会转变

成一层锂化石墨，避免了锂金属和LGPS之间直接接触发生界面化学反

应。

锂锗化物固态电池（LGPS