2025年有色金属行业分析：固态电池对上游金属需求梳理

全固态电池：2027年装车，2030年大规模商用

全固态电池装车预期收敛至2027年，共识逐渐凝聚

宁德时代在2024年4月CIBF上表示2027年可实现全固态电池小批量 生产；比亚迪电池CTO孙华军在2025年2月15日的CASIP年度会议 上表示比亚迪的全固态电池将在2027年批量示范应用，2030年实 现“固液同价”并大规模商用。

2025年2月25日的电动汽车百人会上，欧阳明高院士表示全固态电 池预计在2027年实现批量装车，2030年实现大规模量产装车。

2027年小批量/示范性装车，2030年大规模商用已成为业界和学界 共识和目标。

2025年5月17-18日，国轩高科首次发布金石全固态电池，宣布已 建成首条0.2GWh中试线，核心设备100%国产化，已开启装车路 测。

国内外电池厂全固态电池研发进程或规划

2024 年尤其是下半年以来主流电池厂商密集公布其在固 态电池领域的最新进展与技术突破。

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已经率先实现半固态电 池的量产。卫蓝新能源、清陶能源、太蓝新能源等电池初 创企业普遍计划将于 2027 年实现全固态电池小批量生产。 而宁德时代、比亚迪、国轩高科、中创新航等国内主流电 池厂商则聚焦于全固态电池，这些企业均计划将于 2027 年实现全固态电池小批量生产。

相对于国内企业率先量产半固态电池，海外企业聚焦于全 固态电池。LGES、SK On、三 星 SDI 等韩国主流电池厂 商，以及 Quantum Scape、Solid Power 等美国电池初 创企业， 计划于 2026 年-2030 年期间实现全固态电池量 产。

半固态电池已经开始装车

高端车型：半固态已实现落地应用，为后续全固态奠定应用基础。

半固态电池已经实现应用落地。目前多家车企布局固态电池车型，包括比亚迪、上汽、宝马、奔驰等，且半固态 电池已经实现上车应用，从目前部分搭载半固态电池的车型来看，基本集中在车型级别在C级，售价在30万元区 间的高端车型。 

我们认为，由于高端车型对于成本相对敏感度低，未来从半固态到全固态电池的应用也有望率先在高端车型上展 开；此外，半固态电池已经实现产业端落地，说明技术上在逐步成熟，为后续全固态的进一步发展奠定良好的技 术和应用基础，有望加速推进全固态电池的产业化。

eVTOL：固态电池有望解决发展关键瓶颈

eVTOL，即电动垂直起降飞行器（Electric Vertical Take-Off and Landing），是一种无需依赖传统跑道，可以通过电力驱动 实现垂直起降的飞行器，在城市交通、物流配送旅游、医疗救援、应急响应等领域，eVTOL可以发挥优势作用。

高性能、轻量化、安全性为eVTOL动力源的核心诉求。高性能电池是eVTOL实现长距离飞行的重要部件，同时轻量化有助于降 低能耗以及提升性能，使得eVTOL的长距离表现更佳。目前eVTOL也是多家电池厂实现产品应用的重要领域之一，以宁德时代 为首的动力电池厂纷纷布局下游的应用落地。

能量密度极大提升，降本是关键

全固态电池安全性、能量密度大幅提升

高安全性是固态电池的首要优势。传统液态电池存在电池热失控等安全隐 患，在大电流下工作负极有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致内部短路。 液态电池采用有机电解液，当电池在温度过高或内部短路等异常情况下， 存在自燃甚至爆炸的危险。而固态电池采用固态电解质，固态电解质具有 不易燃、耐高温、化学活性低等特 性，且能够有效抑制锂枝晶生长。

全固态电池能量密度相比液态电池大幅提升。从能量密度看，液态电池可 达250Wh/kg+，半固态可达350Wh/kg+，准固态可实现400Wh/kg+， 全固态可突破500Wh/kg，主要由于：

材料端看：固态电解质具备更稳定、更安全，电化学窗口宽（5V以上）等 性质，因此可以兼容高比容量的正负极，比如高电压正极、富锂锰基、硅 负极、锂金属负极等材料，进而大幅提升电芯能量密度。

结构端看：固态电解质将电解液的隔膜功能合二为一，大幅缩小正负极间 距，从而降低电池厚度，因此提升电芯能量密度。

Pack端看：固态电解质的非流动性，可以实现电芯内部的串联、升压，可 以降低电芯的包装成本，并提升体积能量密度。固态电解质的安全性，可 以减少系统热管理系统需求，成组效率大幅提升，从而提升Pack能量密度。

全固态电池不足：离子电导率低，成本较高

全固态电池中的界面问题是制约电池性能的重要因素。与液态电池中的固-液界面不同，固态电解质与电极之间的固–固界面主要 是：1)物理接触，电极和电解质之间为点接触，容易产生裂缝和气孔，限制界面处锂离子传输；2)化学接触，界面处的(电)化学 副反应导致固–固界面稳定性降低，增大界面阻抗。

当前全固态电池成本是液态电池的4-5倍。固态电解质目前难以轻薄化，用到的部分稀有金属原材料价格较高，全固态对生产工 艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。目前主流三元电 芯成本约0.4-0.5元/Wh，根据清陶能源、卫蓝新能源等企业半固态电池项目环评书，测算半固态成本约0.85元/Wh，全固态电 池成本约为 1.5-2.5 元 /wh。远期看，根据TrendForce预测，经过市场大规模快速推广，全固态电池搭载锂金属负极、电解液 也将全部被替换为固态电解质，2035年电芯价格将有机会降至0.6-0.7元人民币/Wh。

电解质：固态电池降本主要路径

固态电解质是全固态电池核心部件

固态电解质是全固态电池核心部件。从电池组成方面来看，相较于液态 电池的正负极材料、隔膜、电解液四大主材，固态电解质是变化最为明 显的一个环节。固态电解质兼具内部离子传输以及隔膜的角色，其性质 也直接影响到固态电池的化学性能。 作为固态电解质，需要满足以下几个条件： 高的锂离子电导率(至少高于10-4 S cm-1)与接近1的锂离子迁移数。 低的电子电导率，以降低电池的自放电效应。 宽的化学/电化学稳定窗口，能与锂金属负极与高压正极相容。 低成本，有利于固态电解质的工业化生产。 易变形，有利于集成到全固态锂电池中。 目前主要技术路线包括聚合物体系、氧化物体系、硫化物体系、卤化物 体系。四种体系都有各自的优缺点，很难找到一个完美的固态电解质满 足全固态电池所需的所有特性。

聚合物：干法湿法技术各有优劣，预计双路线并行

聚合物电解质制造工艺包括干法工艺、湿法工艺和喷涂工艺，干法湿法工艺 应用广泛，两种工艺均有利弊，为主流工艺，喷涂工艺研究进展缓慢，未获 大规模应用。聚合物电解质主流使用用改性高聚合度聚环氧乙烷(PEO) ，主 要采用多相催化聚合法合成，生成机理是配位阴离子聚合机理，一般由电池 生产企业直接购置。

湿法工艺与锂离子电池涂覆工艺类似，首先将聚合物(PEO等)溶解在溶剂 (NMP)中，再添加锂盐(LiTFSI)、增塑剂和惰性填料等制备成电解质浆料， 溶液浇铸法或刮涂法将电解质浆料成膜，然后再加热干燥，使聚合物固化、 溶剂挥发，制成聚合物电解质薄膜，根据载体不同，可分为正极支撑成膜与 骨架支撑成膜方式。

干法工艺是将正极和电解质浆料高温熔化形成高粘度糊状物，并同时返混挤 出叠加在正极集流体上，并通过卷压机压实，再将负极涂布后通过辊压法把 多层电芯压实。

聚合物电解质工艺难点在于成膜均一性控制和与负极接触稳定性，干法湿法 工艺各有优劣，后续预计双路线并行，喷涂工艺相关专利数量较少，在固态 电解质领域未获大规模应用。

固态电池金属用量测算

固态电池电解质锂用量测算

目前硫化锂报价为650 美元/公斤（约 480 万元/吨），根据测算，在硫化锂售价高达 480 万元/吨的情况下，硫化物电解质的成本将超 过 200 万元/吨，如规模化应用后，硫化锂的量产价格降低至 30 万元/吨，则硫化物电解质成本可降低至约 15 万元/吨，对应电池成 本可从2.2元/Wh降至0.61元/Wh。

单GW固态电池消耗431-442吨LCE。根据高工锂电，单GWh固态电池对应700吨-1000吨固态电解质，假设按照700吨/GWh计算， 硫银锗矿型电解质LPSCl对应锂金属用量约81吨（431吨LCE），锂锗磷硫LGPS电解质对应锂金属用量约83吨(442吨LCE)，锗金属86吨。

单GW三元电池/磷酸铁锂电解液平均消耗量为30/52.5吨LCE。单GW电解液消耗，根据高工锂电，根据高工锂电的数据,三元电池单 GWh 大约消耗电解液 700-900 吨，而磷酸铁锂电池单 GWh 大约消耗电解液 1300-1500 吨，通常8吨电解液对应1吨六氟磷酸锂，1 吨六氟磷酸锂对应0.3吨碳酸锂，磷酸铁锂和三元电池电解液平均消耗量为30/52.5吨LCE。

固态电池正极用锂小幅增加，镍、钴、锰用量明显增加

磷酸铁锂材料适用于低电压环境，是传统动力电池首选。正极方面，目前已经商业化的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁 锂、三元材料（镍钴锰）等，其中磷酸铁锂具有高容量、低价格、原料来源丰富、环境友好及优异的热稳定性、循环充放电性 能等优点，是传统大容量动力电池的首选材料之一。但其较低的工作电压，限制了其能量密度的发挥。

高镍三元材料逐步成为半固态、全固态电池需求方向。由于固态电池电解质可以承受更高的电压（5V），因此可以在固态电池 中使用具有较高电压平台的正极材料，通过提升工作电压以获得更高的能量密度，高镍三元正极材料因其高能量密度的特性， 正逐渐成为市场的主要需求方向。

用锂量小幅增加，镍、钴、锰金属用量明显增加。我们预计半固态、全固态电池正极材料未来将逐步由磷酸铁锂过渡至高镍三 元等高能量密度材料，预计用锂量小幅增加，镍、钴、锰等金属用量将随着渗透率提升有明显增加。

报告节选：

编辑：火腿肠