2025年固态电池行业专题报告：eVTOL发展带动固态电池百亿增量市场

1. 固态电池新应用场景：低空经济

1.1性能优异助力固态电池成未来发展趋势

固态电池根据液体中电解液质量占比分为半固态、准固态和全固态。固态电池就是 将传统液态电池中的电解液部分或者完全替换成固态电解质。当电解质采用固液混 合形态，电池中液态质量占比约 5%-10%时为半固态电池；电池中液态质量占比小于 5%为准固态电池；不含有任何液体电解质则为全固态电池。

固态电池能量密度、安全性等均高于传统液态锂电池。由于固态电解质比电解液拥 有更高的能量密度，因此相同体积下固态电池可以提供的能量更多。此外，传统锂电 池电解液有泄露的风险，且在温度过高时有自燃和爆炸的危险。固态电解质热稳定性 好，不易燃不易爆，没有液体泄露风险，能承受碰撞和挤压的极端情况，安全性更高。 固态电池按照电解质材料可以分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物固态电池。聚合 物固态电池是最早实现固态电池装车的技术路径之一，柔韧性好，易于加工，但能量 密度提升较为困难，且电化学窗口较窄。氧化物离子电导率较高，电化学窗口较宽， 适合高电压应用，但机械性能差，界面接触问题较为突出。硫化物离子电导率最高， 机械性能好，但化学稳定性差，容易与空气中的水和氧气反应，成本高，界面稳定性 差，容易与电极材料发生副反应。卤化物离子电导率和低电压下的还原稳定性都不如 硫化物，但高电压氧化稳定性很强，适合在高电压正极侧用作导锂介质或添加剂。

固态电池技术发展和应用预计将呈现梯次渗透趋势。液态电池到固态电池的技术迭 代路径大致遵循“引入固态电解质→引入新型负极→引入新型正极”路径。 阶段一：引入固态电解质，保留少量电解液，正负极仍为三元+石墨/硅基负极，并采 用负极预锂化等技术提高能量密度。 阶段二：用固态电解质逐步至完全取代电解液，用金属锂取代石墨/硅负极，正极仍 为三元材料。 阶段三：逐渐减薄固态电解质的厚度，并用硫化物/镍锰酸锂/富锂锰基等材料取代正 极。

1.2低空经济快速发展，固态电池迎新机遇

国家层面：自上而下政策文件对于低空的发展趋势和战略重要性已经较为明确。2024 年，央地发布了一系列政策文件：国家层面对于低空的发展趋势和战略重要性已经较 为明确。最新中央经济工作会议：开展“人工智能+”行动，培育未来产业。低空经 济为当前新兴产业重要方向，明年或迎来进一步支持和发展。

低空司官宣成立，低空经济发展迈入产业化新阶段。2024 年 12 月 25 日，发改委官 宣低空司成立，其负责拟订并组织实施低空经济发展战略、中长期发展规划，提出有 关政策建议，协调有关重大问题等。这是发改委第一次为新兴产业成立司局机构，足 以彰显国家对低空经济的高度重视与发展决心。

2026 年低空经济市场空间有望达到万亿。根据赛迪顾问数据，2023 年中国低空经济 规模达到 5059.5 亿元，增速高达 33.8%。其中从结构来看，低空经济规模贡献中低 空飞行器制造和低空运营服务贡献最大，接近 55%，主要是民用无人机占据主要市场 空间。间接、引质产生的围绕供应链、生产服务、消费、交通等经济活动贡献接近 40%。 乐观预计，到 2026 年低空经济规模有望突破万亿元，达到 10644.6 亿元。 2026 年有望迎来多机型取证空间加速扩容。目前 eVTOL 产业处于起步阶段，2023 年 市场规模达到 9.8 亿元，同比增长 77.3%。2024 年 eVTOL 亿航取得适航证，产品加 速交付，以及多厂商入局，预计规模达到 32 亿元，同比增长 228.2%。随着多机型适 航认证的加速推进，预计到 2026 年将达到 95.0 亿元。

国内取证进展较快，2026 年左右国内主机厂有望迎来密集取证。国内亿航智能率先 取证，除此之外，国内 eVTOL 主机厂获得 TC 审定受理的公司还有 7 家 8 个型号，分 别是峰飞、沃飞、沃兰特、时的、御风未来、小鹏汇天和航天时代飞鹏。国内主机有望在 2026 年左右迎来密集取证。

eVOTL 取证进度加快，助力固态电池需求提升。eVTOL 由于对电池性能要求高，固态 电池成为低空领域首选。2024 年 11 月 14 日，亿航智能公告，旗下的 eVTOL 产品 EH216-S 实现全球首次 eVTOL 固态电池飞行试验，展现了固态电池在低空领域的极大 适配性。

2. 低空助力固态加速落地，打开百亿增量市场

2.1eVTOL 对电池性能要求高

eVTOL 相较新能源汽车，对电池有更为严苛的要求，主要体现为：

安全性方面：eVTOL 作为航空产业，对电池的安全系数要求远超新能源汽车，有 较强的抗跌落能力，以及单体失效时，电池系统应该要继续工作直到电动飞机降 落，意味着不热扩散+不失去动力。

能量密度方面：eVTOL 起飞要求在有限的场景储存足够多的电能，目前电芯 300Wh/Kg 能保证 200-300 公里航程。远期目标希望达到动力电池单元 500wh/kg。

功率密度方面：为了应对紧急迫降需求，要在低电量状态下（如 20%SOC）依然 保有高功率放电能力。

快充性能方面：为满足空中出租业务等频繁使用场景，目前行业普遍需求在少 于 15 分钟内充电至 80%。

循环寿命方面：eVTOL 的商业化运行需要电池具有长的循环寿命，以减少更换频 率和运营成本。

当前三元电池为主流，固态化+新型正负极提高能量密度为未来发展方向。 从材料电池体系来看，三元 NCM 电池成为当前电动垂直起降飞行器主流选择。综合 来看，三元 NCA 电芯具有最佳的能量和功率性能,成本较高,安全性最低；LFP 电芯具 有最高的安全性，但能量密度只有三元 NCA 和 NCM 电芯一半；相比之下三元 NCM 电 芯的综合性能最佳。 固态化+新型正负极提高能量密度为未来发展方向。正极方面，逐步向三元高镍，再 向 Li-rich/Ni93 迭代。负极方面，相较于石墨负极，锂金属负极具有更高的比容量， 是未来 eVTOL 电池研制的主要方向。电解质方面，液态电解质逐步向半固态、固态电解质转变，提升能量密度与安全性。

eVTOL 动力源将呈现液态电池—半固态电池—全固态电池的路线演进，2025 年 eVTOL 电池将逐步向半固态电池过渡。目前来看，锂离子仍为 eVTOL 动力源主流，eVTOL 电 池普遍的能量密度在 200Wh/kg-300Wh/kg,可以满足 eVTOL 初步商业化运行，2025 年 之后有望逐步向半固态过渡，2030 年后，固态电池有望率先在 eVTOL 上放量，eVTOL 的飞行半径将得到大幅度提升。 2023 年 10 月，工信部等四部门联合印发《绿色航空制造业发展纲要(2023-2035 年)》， 提出 2025 年将“满足电动航空器使用需求和适航要求的 400Wh/kg 级锂电池产品投 入量产，500Wh/kg 级产品小规模验证”。

2.2eVTOL 有望牵引固态电池百亿市场，增量显著

电池在 eVTOL 中价值量占比相较在汽车中低一些，但单机价值量明显更高。在新能 源汽车中电池价值量占比为 42%。根据 Lilium 公司 eVTOL 价值量拆分，能源系统价 值量占比为 10%，但因为 Lilium 公司 eVTOL 为涵道构型，电机数量较多，推进系统 价值量占比较高，所以能源系统价值量占比实际上要更高。根据飞行邦公众号推测动 力电池在 eVTOL 整机成本中的占比约为 15%-25%。

对于 eVTOL 而言，电池价值量高，且是易耗品，空间潜力大。eVTOL 电池正常运行条件下，更换频率或为 1 年/次，根据测算 2031 年 eVTOL 电池后装市场为 78 亿元，叠 加 2031 年前装市场，百亿级市场空间可期。

2.3固态厂商积极拓展低空领域，2025 年有望逐步落地

亿航智能有望 2025 实现固态电池量产装机，新研发 eVTOL 也开始逐步采用固态电池 方案。广汽集团及中航工业旗下的两款 eVTOL 产品，均选定固态电池初创公司所研 发的半固态电池作为动力源。2024 年 11 月 14 日，亿航智能宣布，其高能量固态电 池技术取得重大突破，搭载 EH216-S 型 eVTOL 单次不间断飞行时间达到 48 分 10 秒， 续航能力显著提升 60%至 90%，目标争取在 2025 年底前实现固态电池在 EH216-S 的 认证和装机量产。 eVTOL 电池未来格局相对新能源电池更优，提前布局半固态、固态电池企业具备一定 先发优势。eVTOL 电池未来竞争格局可能类似新能源电池行业，但 eVTOL 的动力电池 需满足适航需求，对于电池的抗坠撞能力、热失控之后的包容性都将显著高于汽车国 标要求，且通过适航后一般不会更换供应商，所以竞争格局相对稳定，提前布局半固 态、固态电池企业具备一定先发优势。

3. 固态电池材料设备迭代加速

3.1材料端：固态电解质为主要变化

固态电池相较于液态电池主要区别在于固态电解质或固态电解质膜的应用。按照电 解质材料的不同，固态电池可以分为聚合物、氧化物、硫化物、卤化物四种体系电解 质。其中，聚合物电解质属于有机电解质，氧化物，卤化物与硫化物属于无机陶瓷电 解质。

宁德时代与峰飞合作加码低空赛道。2023 年 4 月，宁德时代正式发布全新凝聚态电 池。该凝聚态电池的单体能量密度最高可达 500Wh/kg，较目前市场上主流的三元锂 电池能量密度 350Wh/kg 提升了 40%。该凝聚态电池可用于民用飞机电动化，目前已 成功试飞 4 吨级民用电动飞机，正在加速 8 吨级研发。2023 年 7 月 19 日，宁德时 代、中国商飞和上海交大企业发展集团有限公司共同成立了商飞时代（上海）航空有 限公司。此次合作的主要目的是开发民用电动载人飞机项目。2024 年 8 月 30 日，宁 德时代与峰飞航空签署战略投资与合作协议，共同致力于 eVTOL 航空电池开发。

聚合物固态电解质具有加工性能极强等优点。聚合物固态电解质主要有 PEO（聚氧乙 烯）、PAN（聚丙烯腈）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）和 PVDF（聚偏二氟乙烯）等。其 中 PEO 是聚合物电解质中常见的基体材料，PAN 和 PMMA 材料多用于制备凝胶聚合 物电解质，或和其他聚合物共混或共聚制备复合固态电解质。如 PEO 与 PMMA 制备成 复合固态电解质膜可弥补各自缺点，以获得一种拥有低结晶度，优良力学性能的复合 凝胶电解质等。其中固体聚合物电解质的性能由三种成分的相互作用决定：聚合物基 质、锂盐和(可选)添加剂。聚合物固态电解质可加工成任何形状，加工性能最优。但 具有电解质和电极界面不稳定、高分子固体电解质易结晶、适用温度范围窄等缺点。

凝聚态电池核心是聚合物电解质。凝聚态电池与液态电池相比，主要区别在电解质， 目前生产聚合物固态电解质厂商主要有冠盛股份、奥克股份等；正极主要往高镍三元 发展，主要有容百科技等；负极往硅碳负极发展，主要有贝特瑞、多氟多等；隔膜生 产厂商主要有星源材质、恩捷股份和长阳科技等。由于 PEO 室温下结晶度高，离子电 导率较低，因此需要通过提高锂盐浓度如添加 LiTFSI 充当塑化剂降低 PEO 结晶度， 同时可有效拓宽电压工作窗口，抑制界面降解，使 PEO 适配高电压、高能量密度正极 体系，目前 LiTFSI 生产厂商主要有瑞泰新材、多氟多等。

宁德时代凝聚态电池发布加速聚合物及相关锂盐研发进程。目前在 PEO 聚合物领域， 奥克股份拥有年产 30 万吨环氧乙烷生产装置，扬子石化-巴斯夫一体化 2.8 期扩建 项目投产后，产能已达 20 万吨/年；冠盛股份携手东驰新能源，目前已建成国内首条 0.5GWh 聚合物储能固态电池示范线，其东驰能源公司技术储备的准固态电池已通过 三大突破性创新技术，实现了高安全 450Wh/kg 聚合物基准固态电池。在 LiTFSI 方 面，瑞泰新材 LiTFSI 在固态电池领域已形成批量销售，目前 LiTFSI 和 LiDFP 等锂 离子电池电解液添加剂现有产能共计 487.5 吨。此外，多氟多和中欣氟材在 LiTFSI 方面也均有布局。

3.2设备端：干法电极及等静压设备成重点

锂电池制作工艺主要分为前中后端工艺。前端工艺主要包括浆料搅拌、涂布、辊压、 分切、极片制作和模切，前端工艺价值量占比约 35%；中端工艺包括极片卷绕/叠片、 预封装、注液、封口等，中端工艺价值量占比约 30%；后端工艺包括化成、分容、检 测、组装等，后端工艺价值量占比约 35%。

聚合物固态电池与液态电池生产工艺区别主要在前中端工艺。相较于液态电池，前 端工艺中的固态电解质成膜工艺是全固态电池制造的核心。不同工艺主要影响固态 电解质膜的厚度和离子电导率。固态电解质膜过厚会降低全固态电池的能量密度并 增加内阻，过薄则会使电池机械性能变差从而引起短路。在中端工艺中，固态电池生 产工艺主要取消了注液环节，增加了挤压环节，以保证生产的固态电池施压均匀，满 足致密堆积的一致性要求，在这一块中，增量设备为等静压设备。

干法工艺成本优势明显。在固态电池生产前端工艺中，固体电解质的成膜工艺主要有 湿法工艺和干法工艺。干法工艺由于不采用溶剂，直接将固态电解质和粘接剂混合成 膜，不需要烘干等步骤，可有效减少设备支出和工厂占地面积，成本上更具优势。韩 国 LGES 公司曾表示干法电极量产能或有望将电池成本降低 17%-30%。

干法电极在多项电池性能指标上具备优势。湿法工艺制备电极由于在制成过程中需 消耗大量能源去除溶剂且在涂层电极上极易出现残留溶剂问题影响电池寿命，此外， 涂覆在活性材料表面溶解的粘合剂也会增加电池电阻率，从而降低锂电池能量密度 和功率密度及电极振实密度。干法电极技术由于工艺过程简单、电极更厚、无溶剂化， 无干燥过程，且活性炭颗粒之间及与导电剂颗粒接触更为紧密，因此干法电极具有电 极密度更大、离子电导率更高、容量更高等优势。

纳科诺尔为干法电极设备龙头。干法电极主要涉及到的工艺包含干法搅拌、辊压、干 法成膜等。目前干法电极设备主要布局企业有纳科诺尔，曼恩斯特，先导智能，利元 亨和赢合科技。干法电极设备一体化是未来主流方向，纳科诺尔于 2024 年 2 月推出 了干法电极成型覆合一体机，实现电极膜成型以及电极膜与集流体复合一体化，具备 先进干法辊压功能与干法成膜功能，适配固态电池领域，已获得下游头部客户的订单。 但在辊压过程中，电极成膜的均匀度和一致性控制较难，因此辊压设备的精度、温度、 压力等关键指标的控制是影响成膜的关键，也是干法电极目前需要解决的主要难点。

国内等静压设备研发加速，或可解决界面接触问题。对于全固态电池，采用干法工艺 后，各种组件之间势必存在各种各样界面问题。等静压设备可通过在真空环境，对固 态电解质和电极之间进行压制处理，从而改善其机械接触造成的界面问题。通过等静 压设备对其进行处理，可保证电池致密堆积的一致性，并通过消除电芯内部的空隙和 提高界面接触效果从而减少内部电阻率。

等静压设备市场规模前景广阔。随着固态电池的产业化进程加速，等静压设备或成为 未来设备厂商入局固态的重要方向。布局等静压设备的企业主要有纳科诺尔、利元亨、 中国钢研。由于对固态电池进行等静压操作时压力一般需要超过 400 MPa，因此对设 备要求比较高。目前，如何选取合适的压制温度、压力组合及如何控制压实质地、提 高良率等问题亟待进一步攻破。

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