2025年固态电池全景图：方兴未艾，技术竞逐

一、固态电池概述：突破电池性能瓶颈的重要技术

固态电池：采用固态电解质的锂离子电池

固态电池主要指采用固态电解质的锂离子电池。全固态电池（All-solid-state batteries ，ASSBs）是指电解质和正负电极均呈固态的 锂离子电池。全固态电池由正极材料、固态电解质和负极材料组成，不含任何液态组份。传统的液态锂离子电池由正负极、电解 液与隔膜构成，其中主要的液态组分是电解液，因此，全固态电池与传统锂电池的主要区别在于电解质，采用固态电解质替代了 锂离子电池中的电解液和隔膜。

固态电池有望成为突破锂电池性能瓶颈的关键技术

固态电池有望成为突破锂电池性能瓶颈的关键技术。应用端 对锂电池性能的要求主要包括能量密度、安全性、循环寿命、 充放倍率、环境适应性等。锂电池是一个复杂系统，各类材 料选型和结构设计互相牵制，共同决定了电池性能上限。固 态电解质热稳定性和电化学稳定性优于常见的电解液，使其 理论上可适配更高能量密度的正负极材料体系，并实现更高 的本征安全性。因此，固态电池有望突破现有液态锂电池材 料体系的性能瓶颈。

固态电池技术路线：电解质包括硫化物/氧化物/聚合物等路线

根据固态电解质的不同，固态电池主要可分为以下几类：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。

半固态电池：氧化物或聚合物固态电池的过渡路线

半固态电池是固态电池的过渡路线，在电池中引入固态电解质的同时保留少量电解液，主要包括氧化物、聚合物路线。常见的固 态电解质中，氧化物和聚合物电解质均存在“离子电导率低”和“界面接触差”的问题，因此部分参与者推出半固态电池作为过 渡路线，保留一部分电解液浸润固态电解质，以改善离子电导率和界面接触情况。硫化物电解质的离子电导率较高，接近电解液， 且界面接触较好，因此通常不采用半固态路线过渡。

半固态电池作为介于传统液态锂离子电池和全固态电池之间的技术，具有自身的优势和劣势。半固态电池与传统工艺的兼容性较 好，产业化难度低于全固态电池，产线改造等理论成本低于全固态电池（但高于液态电池）；与液态电池性能相比，半固态电池 的能量密度和安全性均有提升，但固态电解质目前仍面临界面不稳定和机械应力等问题，导致循环寿命和快充性能弱于液态电池， 技术和工艺仍需进一步突破。

二、需求端：动力、消费、低空等领域潜力出色

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。

动力电池：现阶段锂电池需求规模最大的场景，固态电池有望渗透

汽车动力电池是全球锂电池应用的主要场景，规模较大。根据起点锂电数据，2024年全球汽车动力电池出货量1036GWh，同比增 速18.6%；汽车动力电池出货量占全球锂离子电池出货量的69%，市场体量较大，固态电池应用的潜在空间广阔。

从终端使用的角度，全固态/半固态电池在性能方面有得有失，固态电池或将在高端车等特定场景率先渗透。车端用户对动力电池 的需求主要包括续航、动力性能、循环寿命、充放倍率等。与液态锂电池相比，固态电池的能量密度（续航）和安全性有望得到 较大幅度提升，但由于材料特性和技术成熟度限制，半固态/全固态电池的充放倍率和循环寿命表现可能弱于较为成熟的液态电 池。固态电池在车端推广应用，需要界面问题进一步得到处理，并权衡能量密度和充放/循环性能的增减、成本的上升。高端车领 域，用户对能量密度和安全性要求较高，对成本、循环寿命的敏感度相对下降，高端车或将成为固态电池率先渗透的场景。

动力电池：国内外车企积极布局固态电池

国内外车企积极布局固态电池。固态电池作为发展潜力充足的下一 代电池技术，国内外车企及电池企业均早有布局。2025年2月，中国 全固态电池创新发展高峰论坛成功举行，比亚迪、一汽、广汽等企 业公开了全固态电池研发进展及装车规划，引起业内对固态电池的 关注。从车企规划来看，国内多家车企有望于2026-2027年装车验证 全固态电池，2030年前后进入量产阶段；预计推出的电池能量密度 在400Wh/kg。

储能电池：固态电池作为前瞻性技术，储能应用前景依然可期

从技术前景来看，固态电池存在循环寿命大幅提升的可能性。现阶段，固态电池中的界面接触问题有待解决，导致循环寿命表现 并不突出。理论上，固态电解质自身理化性质稳定，可避免液态电池中出现的电解液分解或副反应等问题，从而减缓材料衰减， 优化寿命表现。若克服界面问题，固态电池的循环寿命有望大幅超过液态电池。例如，北京大学庞全全团队开发的新型玻璃相硫 化物固态电解质，通过引入碘元素优化界面反应，显著提高了电池的循环稳定性。这种设计使得固态锂硫电池的循环寿命超过 25,000次，远高于传统液态锂离子电池的3,000次左右。

现阶段，固态储能电池主要作为前瞻技术储备，政策端予以重视。储能产业要实现高质量发展，技术的持续进步不可或缺。我国 高度重视固态电池作为新型储能技术路线的发展潜力，已推出多项政策文件，支持固态电池作为储能技术的研发和示范应用。长 远来看，随着固态电池研发持续推进，性能和成本进一步得到优化，固态电池亦有望在储能领域逐步渗透。

三、供给端：技术与日俱进，产业链百舸争流

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。

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）。

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。

电池环节：领先电池企业积极布局固态电池

锂电池领先企业积极布局固态电池，引领固态电池向产业化迈进。国内锂电池企业实力出色，积极布局下一代电池技术，推动固 态电池迈向产业化。技术路线方面，硫化物路线成为领先企业主攻方向（宁德、国轩、比亚迪），氧化物因工艺成熟成为初创型 企业首选（清陶、卫蓝）。量产节奏方面，半固态电池有望在2025年前后规模化装车，而全固态电池的量产或将集中于2027-2030 年。产品参数方面，已公布的电池样品能量密度通常在350Wh/kg上下，未来计划实现量产和装车的电池能量密度在400Wh/kg。

碳纳米管（CNT）导电剂：快充、固态电池等趋势驱动渗透率提升

导电剂是锂电池正负极材料中使用的添加剂。导电剂是锂电池常用的添加剂，添加在正负极材料中，提高电极导电性。正极材料 （磷酸铁锂、钴酸锂、高镍三元等）中，导电剂可填充活性物质空隙，降低内阻；负极材料（石墨、硅基）中，导电剂可缓解体 积膨胀问题，改善电池循环性能。导电剂材料包括炭黑类、碳纳米管、导电石墨类、VGCF（气相生长碳纤维）和石墨烯等。

碳纳米管（CNT）导电剂前景可期。与炭黑等传统导电剂相比，碳纳米管材料具有优异的导电性、机械强度和柔韧性。作为导电剂 中相对高端的选择，碳纳米管或将受益于下游应用端快充性能提升趋势、高镍三元正极和硅碳负极的渗透，以及固态电池产业的 发展。在固态电池中，碳纳米管或将成为其导电剂的重要选择。一方面，固态电解质离子电导率较差，需要提高电极导电性作为 弥补，而碳纳米管材料可以形成三维导电网络，高效提升电极导电性；另一方面，碳纳米管导电剂可以增强电极机械性能，缓冲 充放电过程中的体积变化，抑制锂枝晶或硅基负极膨胀问题。

报告节选：

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