固态电池在安全性、能量密度和集成性方面均优于传统液态电池。
一、行业背景
固态电池成为推动锂电池技术迈向下一代的重要突破方向
在新能源和电子产业高速发展的背景下,固态电池有望凭借性能优势脱颖而出。传统锂离子电池受限于 其采用的有机电解液,虽在离子电导率和界面接触上表现优异,但充放电过程中的副反应不仅缩短了电 池寿命,更因电解液的易燃性而存在安全隐患。相比之下,全固态电解质凭借其高能量密度、卓越的安 全性能及良好的材料兼容性等优势脱颖而出,尤其能有效遏制锂枝晶生长,显著提升电池的稳定性和可 靠性。从结构上来看,全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单,固体电解质除了传导锂离子, 也充当了隔膜的角色。在全固态锂电池中,电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使 用,大大简化了电池的构建步骤。鉴于传统锂离子电池在能量密度上已逼近理论极限,固态电池凭借可 搭载高容量锂金属电极的潜力,有望实现能量密度飞跃至 500W·h/kg,因此全固态电解质技术正成为 业界瞩目的焦点,成为推动锂电池技术迈向下一代的重要突破方向。
2、固态电池具备较好的性能优势
固态电池在安全性、能量密度和集成性方面均优于传统液态电池。首先是高安全性,固态电池采用固体 电解质代替液态电解液,显著提高了热稳定性。液态电解液的热分解温度通常低于 160℃,而固态电解 质如氧化物的热分解温度可超过 500℃,大大降低了电池热失控的风险。其次是高比能,固态电池的电 化学窗口高于 5V,远高于液态电池的 4.4V 以下,这使得它能够适配高比能的正负极材料,提升能量密 度。与锂负极搭配时,固态电池的比能量有望达到 500Wh/kg,有助于解决新能源汽车的续航焦虑。第 三个优势是易成组,固态电池无需使用隔膜,内部为串联结构,简化了系统集成,降低了成本。

3、政策端已形成“中央政策定调+地方试点推进”的立体化支持体系
今年以来工信部和部分地区均已发布多个政策文件支持固态电池的长期发展,从发展的关键时间节点来 看,工信部提出支持锂电池、钠电池向固态化发展,2027 年前打造 3-5 家全球龙头企业;上海市相关 部门提出计划到 2030 年建成覆盖固态电池上下游的完整产业链;珠海工信局明确固态电池发展时间节 点,目标 2027 年形成固态电池产业集群、2030 年实现批量交付及产业初步规模。
4、从液态到全固态电池的技术发展路线
液态电池、半固态电池、准固态电池、全固态电池的区别在于电解液含量与有无隔膜。第一,液态电池 电解液含量在 25%以上,半固态电池、准固态电池、全固态电池的电解液含量分别为 5~10%、0~5%和 0%;第二,液态、半固态、准固态电池有隔膜,全固态电池无隔膜。 半固态、准固态电池属于液态与全固态的中间形态,一定程度提升能量密度及安全性。半固态电池可以 一定程度提升电池的能量密度,同时由于电解液含量的减少,电池的本征安全性亦有提升。由于目前全 固态电池的固—固界面问题无法得到良好解决,添加部分电解液用以缓冲是行业选择的折中方案。 固态电池关键材料和制造技术的革新是实现从传统液态电池经原位固态化电池直至实现全固态电池的基 础。在《固态电池关键材料体系发展研究》一文中提到了对我国固态电池发展关键时间点的规划建议, 中期(2025-2030 年)以目前国内已有的固态电池研发和量产能力基础,通过原位固态化技术,采用新 材料,改造现有产线,优化现有技术体系,实现产品升级,提升电池的能量密度、安全性、一致性和寿 命等关键指标,同步开展全固态电池及新电池体系的前瞻性研发,为全固态电池的规模化应用奠定科学 和技术基础,满足新能源汽车、电动船舶、电动航空、规模储能、国家安全等战略需求;远期(2030- 2035 年)在原位固态化电池技术基础之上,加速全固态电池产业化,进一步提升全固态电池技术成熟 度和应用领域,提升技术水平,降低电池全生命周期成本等要素,扩大产业规模和市场占有率,形成自 主可控、可持续发展、绿色零碳的产业生态,拓展更广泛的应用领域,并扩展到极地、高寒地带、平流 层、深空等国家战略特殊应用场景。
二、固态电池行业现状
1、我国固态电池出货量预计将持续增长
目前固态电池正处于测试阶段因而出货量较少,远期有望凭借性能优势成为下一代电池技术的主流。根 据 GGII 和中商产业研究院数据显示,2024 年中国固态电池出货量约 7GWh,考虑到技术优化普及需要 的时间,预计 2027 年将是固态电池产业从市场发展初期迈向快速上升期的转折点,根据预测 2027 年 中国固态电池出货量将达到 18GWh,2028 年达到 30GWh,2024-2028 年期间复合增速为 44%。

2、主流车企相继公布固态电池装车时间表
面对固态电池的产业趋势,多家车企对固态电池的装车时间进行了规划布局。在商业应用方面,东风、 蔚来、赛力斯等车企已成功实现半固态电池的装车,甚至已经开始交付。与此同时,一些海外企业选择 直接跳过半固态电池领域,直接投身全固态电池的研发和应用。大众、宝马、丰田、奔驰、日产等知名 汽车品牌也规划在 2025 年至 2030 年期间推出搭载全固态电池的动力汽车。
3、低空经济景气度不断提升,驱动对固态电池的迫切需求
eVTOL 能量密度要求 400Wh/kg 以上,为固态电池进一步打开想象空间。2024 年 3 月,低空经济首次 纳入政府工作报告,对电池提出高能量密度、高倍率的诉求。四部门发布《通用航空装备创新应用实施 方案》指出,推动 400Wh/kg 级航空锂电池投入量产,实现 500Wh/kg 级航空锂电池产品应用验证, 理论上需搭配固态电池使用。2024 年 11 月 14 日,亿航智能宣布,EH216-S 搭载了高能量固态电池成 功完成单次不间断飞行测试,达到 48 分 10 秒,适用不同飞行场景,续航时间可显著提升 60%—90%。 2025 年 2 月 21 日,由中航工业自主研制的电动型载人飞艇“祥云”AS700D 在湖北完成了首次科研飞行试验,标志着我国低空经济领域的绿色航空新装备取得重大突破。低空对电池能量密度和安全性的高要 求有望打开固态电池的中长期市场,预计 2026-2028 年放量。
4、我国固态电池企业产能规划和产品布局
电池企业对固态电池的重视度显著提升,纷纷开始进行产能布局。随着全球电动汽车市场的迅猛发展, 对高性能电池的需求日益迫切,固态电池作为下一代电池技术的有力竞争者,也成为科研界与产业界共 同关注的焦点。具体来看,卫蓝新能源、清陶能源、赣锋锂电、辉能科技等专注于固态电池的国内初创 企业率先实现了半固态电池的量产。宁德时代、比亚迪、国轩高科等国内主流电池厂商也开始聚焦于全 固态电池。从电池企业的产能规划来看,头部企业(宁德时代、比亚迪)2025 年规划产能在 8GW 以上, 面向高端车用市场;第二梯队(卫蓝、清陶)聚焦细分领域,2025 年规划产能在 5GW 以上,适配消费 电子及特种场景;第三梯队的企业 2025 年规划产能基本也在 2GW 以上。