全固態電池技術迭代駛入快車道 產業化進程加速

固態電池性能優異成未來發展趨勢

固態電池與傳統鋰離子電池在基本電化學機制上相同，最大區別在于電解質材料。固態電池與鋰離子液態電池原理上均通過正負極之間鋰離子的嵌入和脫嵌來實現電能的存儲和釋放。二者的關鍵區別在于固態電池的電解質材料，不同于鋰離子電池中的液態電解質，固態電池采用的是固態電解質，并剔除隔膜，且正負極會摻混固態電解質。

固態鋰電池結構

資料來源：觀研天下數據中心整理

液態電池到固態電池的技術迭代路徑大致遵循“引入固態電解質→引入新型負極→引入新型正極”路徑。階段一：引入固態電解質，保留少量電解液，正負極仍為三元+石墨/硅基負極，并采用負極預鋰化等技術提高能量密度。階段二：用固態電解質逐步至完全取代電解液，用金屬鋰取代石墨/硅負極，正極仍為三元材料。階段三：逐漸減薄固態電解質的厚度，并用硫化物/鎳錳酸鋰/富鋰錳基等材料取代正極。

固態電池技術迭代路徑

資料來源：觀研天下數據中心整理

根據觀研報告網發布的《中國全固態電池行業發展現狀分析與投資前景研究報告（2025-2032年）》顯示，全固態電池采用固態電解質實現對電解液和隔膜的完全替代。根據固態電解質類型的不同，全固態電池主要分為聚合物、氧化物、硫化物三大路線。聚合物和氧化物路線率先應用。聚合物電解質柔性好、成本低，率先得到應用，但其離子電導率低的劣勢明顯。氧化物體系穩定性高，但材料脆性會惡化固-固界面的剛性接觸，目前多與聚合物固態電解質等復合應用。硫化物電解質兼具高離子電導率和材料柔性，長期潛力大。離子電導率是電解質的第一材料特性，硫化物固態電解質離子電導率可達到10-2S/cm量級（與電解液相當），且材料柔性強可改善界面接觸，是相對更有潛力的發展路線。但由于不穩定性和電壓窗口低，目前仍在研發中。

固態電池三種技術路徑材料體系分析

資料來源：觀研天下數據中心整理

固態電池的核心價值在于打破傳統液態電池在能量密度上的天花板。能量密度，即單位體積或重量電池所能儲存的能量大小，直接決定了電池的續航水平。

傳統液態電池的能量密度主要受其正負極體系的制約。目前，基于三元正極與石墨負極的液態電池在能量密度方面已接近其理論上限。為了顯著提升續航能力，必須采用更為先進的正負極材料。負極材料的升級路徑相對清晰，從石墨（克容量約372mAh/g）到硅基材料（克容量450-600mAh/g），再到鋰金屬（克容量>1000mAh/g），每次迭代伴隨著負極材料克容量的顯著提升。例如，高鎳三元正極搭配石墨負極的電池，能量密度約為240-280wh/kg；而若以硅基負極替代石墨，能量密度有望躍升至280-350wh/kg；若進一步采用CVD氣相硅基負極或鋰金屬負極，能量密度更是有望突破400wh/kg。正極材料的升級方向則聚焦于高電壓、高比容，富鋰錳基、鋰硫正極等都是潛在的迭代選項。

固態電池與液態三元電池能量密度對比

資料來源：觀研天下數據中心整理

然而，傳統液態電解液難以兼容正負極材料體系的升級。液態鋰離子電池的電解液在高壓、高溫、高能量密度環境下容易分解失效。因此，引入化學性質更為穩定的固態電解質，取代傳統的鋰離子電解液，成為突破電池性能局限的關鍵。固態電解質能夠兼容正負極材料的迭代升級，從而打破電池性能瓶頸，實現能量密度的飛躍。

固態電池有效提高電池的安全性能

資料來源：觀研天下數據中心整理

全固態電池新技術上有望實現突圍

受制于技術發展因素，高能量密度全固態鋰電池實現產業化還需要一定時間。首先能夠實現規?；慨a的是介于液態鋰離子與全固態鋰電池之間的電池類型，目前半固態電池、全固態電池齊頭并進，半固態電池成本及技術難度低于全固態電池，目前已實現裝車，產業化進程稍快于全固態電池。

從液態電池向固態電池的轉化，是電池技術發展的長期趨勢，主要推動力在于電池安全性及能量密度。安全性主要是熱穩定性、鋰枝晶兩大問題；能量密度可通過引入新型負極材料及正極材料得到提升。固態電池發展備受重視，中國或將投入約60億元用于全固態電池研發，包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利共六家企業或獲得政府基礎研發支持。

固態電池產業化進程加速

資料來源：觀研天下數據中心整理

固態電池技術作為鋰電池未來必爭的技術高地，目前美國、日本、韓國、歐洲等全球主要國家均在加快固態電池布局，固態電池技術的發展在未來將重塑全球電池體系新格局。

日本固態電池企業起步較早，主流技術路線采用硫化物固態電解質，關鍵材料及下游車企積極參與固態固態電池研發，松下電器計劃2025年實現固態電池市場化應用，豐田、本田等車企計劃2028-2030年實現固態電池規?；?、商業化應用。

韓國固態電池發展思路為重量輕的硫化物全固態電池以及高安全性的氧化物全固態電池，韓國電池企業初步規劃在2027年實現全固態電池商業化應用。

歐美多選擇聚合物、氧化物路線。美國電池企業關鍵材料大多依賴進口，QuantumScape、SolidPower等固態電池主要企業計劃在2025年前后實現裝車示范應用，目前美國固態電池在航空領域的應用處于世界前列。歐洲目前正在積極推動包括固態電池在內的先進電池技術發展，但整體尚未形成完善的電池產業體系。

國外典型企業固態電池技術路線

資料來源：觀研天下數據中心整理

目前國內外主要國家、地區加速固態電池研發布局，但還未形成完整的固態電池產業鏈，關鍵材料體系還未明確，全固態電池的瓶頸還未突破，仍存在固固界面接觸不良、成本較高等問題，全固態電池的商業化應用任重道遠。從企業端看，頭部企業引領，在技術研發、資金支持、上下游協同等方面具有優勢，但目前關鍵材料體系未明確，二三線企業仍有機會在固態電池這項新技術上實現突圍。

我國典型企業固態電池技術路線及進展

資料來源：觀研天下數據中心整理（zppeng）