固态电池分类、产业链、发展规划、需求、技术难点及迭代方向分析

1.根据固态电解质的不同，固态电池分类

 硫化物固态电池：使用无机硫化物材料作为电解质。硫 化物电解质锂离子电导率高，接近传统电解液的水平。 硫化物固态电池理论能量密度和倍率性能最优，成为电 池和材料厂商主攻的路线选择；但现阶段成本较高，且 稳定性和安全性有待提升。 • 氧化物固态电池：使用氧化物材料作为电解质，离子电 导率介于硫化物和聚合物之间，化学稳定性好，但主要 难点在于界面阻抗较大和加工性能差。现存的半固态电 池技术方案主要采用氧化物电解质，通过保留少部分电 解液，改善界面问题。此外，复合固态电解质（氧化物 与聚合物复合）的技术路线也存在发展潜力，可综合两 者优势，并做到扬长避短。 • 聚合物固态电池：使用有机高分子材料作为电解质。加 工性能和界面性能较好，但室温下离子电导率较低，且 电化学窗口窄，推广受到限制。 • 卤化物全固态电池：电压窗口宽、循环性能好，但离子 电导率低，目前发展阶段较早，处于实验验证阶段。

2.固态电池产业链：电解质、负极先行革新，新型正极储备中

固态电池作为下一代锂电池技术，其材料体系将与液态电池存在显著差异，主要体现在电解质、负极和正极材料方面。其技术迭 代路径大致遵循“固态电解质→新型负极→新型正极”的顺序。

固态电解质是固态电池材料体系革新的起点，提高电池的电压窗口，为锂电池能量密度的提升提供可能。负极材料将呈现分阶段 迭代，硅基负极有望先实现产业化，替代传统石墨负极，提高电池能量密度；后续锂金属负极有望逐步投入应用。正极材料的革 新属于远期突破方向，各类新型正极材料有望在2030年后陆续投入使用。

3.海外各国研发规划

日韩、欧美均大力发展固态电池产业。全球固态电池产业主要分布 在中国、日本、韩国、欧洲、美国等国家和地区。日韩固态电池产 业起步较早，布局路线以硫化物居多；欧洲最早推动聚合物固态电 池商业化应用，不同国家企业布局路线各有不同，欧洲车企主要通 过与美国的电池初创企业进行合作开发全固态电池技术。美国固态 电池参与者以初创公司为主，各技术路线均有布局，选择氧化物路 线发展的企业较多。

国内政策端鼓励固态电池发展。我国是全球锂电池产业链重要的参与者，锂电池生产规模全球领先，产业链布局完整。国内重视锂 电池新技术路线的发展，政策端亦多次提及固态电池产业发展。2024年5月，中国储能网等多家媒体引用中国日报报道称，我国或 将投入约60亿元用于全固态电池研发，宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利六家企业有望获得基础研发支持。 • 我国企业布局路线多样，氧化物半固态过渡路线亦有布局。从固态电解质路线来看，我国企业三种固态电解质路线均有布局，涵盖 硫化物和氧化物领域；开发全固态电池的同时，也在发展半固态电池作为过渡路线。

4.固态电池需求：不同场景需求各有侧重，动力、消费和新领域应用潜力好

不同应用场景对锂电池的性能需求各有侧重。现阶段，锂离子电池主要应用于动力、消费、储能三大场景。三类场景对锂电池的 性能要求各有侧重，参考工信部《锂离子电池行业规范条件（2024年本）》的性能参数要求，可看出：大动力电池注重质量能量 密度和功率密度；消费电池注重质量和体积能量密度；储能电池更强调循环寿命，对能量密度的要求相对放低。

固态电池在动力、消费和新领域有应用潜力。与液态锂离子电池相比，固态电池在能量密度和本征安全性上有所提升，但循环寿 命相应下降，因此在注重能量密度和安全性的动力和消费领域推广潜力相对较好。此外，低空飞行器、人型机器人等新场景有望 逐渐兴起，这些场景对能量密度要求更高，价格敏感性相对较低，也有望成为固态电池应用的优质场景。

5.固态电池技术难点

当前的研发阶段，半/全固态电池多种技术路线并行，不同锂电厂商的电池性能优势各有侧重，技术成熟度整体不高，各参与者仍 需继续探索，推动电池综合性能提升。现阶段，固态电池研发的技术难点主要集中在以下三个方面：固态电解质自身性能问题； 界面相容性问题；电极材料适配性问题。此外，研发阶段完成后，量产阶段生产工艺的实现、质量控制和成本控制等也存在较大 挑战。

6.固态电池技术迭代方向

锂电池的能量密度由正负极材料比容量（两者中较低者）和工 作电压共同决定。提高锂电池能量密度，既需要选取电化学窗 口更大的固态电解质材料，也需要应用比容量更高的正负极材 料，同时还需要考虑各材料之间的兼容性和产业化难度。

根据材料应用和产业化难度，论文《固态电池行业研究及其投 资逻辑分析》（韩熙如等）提出了固态电池未来可能的技术迭 代路径，分为4个阶段：1）半固态电池+硅负极，减少电解液 含量的同时，逐步使用硅基负极替代石墨负极；2）全固态电 池，使用纯固态电解质替换半固态电解质和隔膜；3）应用锂 金属负极；4）应用新型正极（富锂锰基、高压镍锰酸锂、超 高镍材料等）。