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近期，多家頭部品牌因電芯等存在安全風(fēng)險，大規(guī)模召回存在安全隱患的充電寶，部分型號批次的充電寶3C認(rèn)證被取消，中國民用航空局緊急發(fā)布“3C標(biāo)識限制令”，一時間，充電寶安全再度引發(fā)人們對液態(tài)鋰離子電池安全問題的擔(dān)憂，也引發(fā)了對以固態(tài)電解質(zhì)取代電解液更具安全保障的固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深度思考。

固態(tài)電池將成為新的千億級賽道

?固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的核心方向已成全球共識，但目前以半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)電池作為全固態(tài)電池的過渡態(tài)。

?2027年全球固態(tài)電池行業(yè)產(chǎn)能有望達(dá)100吉瓦時，2030年全球固態(tài)電池市場超1200 億美元，我國將占40%。

理想的全固態(tài)電池即一類采用不易燃、高低溫不凝固和不汽化的固態(tài)電解質(zhì)，同時可兼容高容量的正負(fù)極材料，具備高安全性、高能量密度等優(yōu)異性能的新型電池?；诖?，固態(tài)電池作為下一代電池技術(shù)的核心方向已成全球共識。但由于固-固界面、電解質(zhì)制備工藝等問題尚未有效解決，且短期難以突破，其產(chǎn)業(yè)化仍停留在開發(fā)階段。現(xiàn)階段，則以半固態(tài)（電解質(zhì)中液體重量百分比在10%～15%）、準(zhǔn)固態(tài)（0～5%）作為全固態(tài)電池的過渡態(tài)。

近年來，固態(tài)電池行業(yè)規(guī)劃產(chǎn)能超400吉瓦時，但到2024年底，固態(tài)電池行業(yè)實際產(chǎn)能僅15～20吉瓦時，擁有超過1.5吉瓦時產(chǎn)能的企業(yè)不超過4家。樂觀估計，到2027年，行業(yè)產(chǎn)能有望達(dá)100吉瓦時，將成為固態(tài)電池從市場發(fā)展初期邁向快速上升期的轉(zhuǎn)折點。預(yù)計2035年前，半固態(tài)電池將一直是固態(tài)電池市場的主要產(chǎn)品形態(tài)。據(jù)摩根士丹利的最新預(yù)測，至2030年，全球固態(tài)電池市場將超過1200億美元，其中，我國將占40%的市場份額，固態(tài)電池將成為新的千億級賽道。

日本固態(tài)電池布局最早，目前正舉全國之力研發(fā)硫化物固態(tài)電池，先后有近50家企業(yè)及高校機(jī)構(gòu)參與了多個國家級項目，力爭到2027年實現(xiàn)能量密度達(dá)到450瓦時/升、倍率達(dá)6C（25攝氏度環(huán)境下）的性能目標(biāo)。近年來，我國對固態(tài)電池的扶持力度持續(xù)加碼。特別是今年2月，工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合發(fā)布《新型儲能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動方案》，明確將固態(tài)電池列為重點攻關(guān)方向；4月，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《2025年工業(yè)和信息化標(biāo)準(zhǔn)工作要點》中指出，要建立全固態(tài)電池等標(biāo)準(zhǔn)體系，加快固態(tài)電池研發(fā)攻關(guān)和高級別智能駕駛技術(shù)的應(yīng)用試點。聚焦固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化窗口期，我國固態(tài)電池技術(shù)儲備正持續(xù)擴(kuò)充，配套用材正不斷升級革新，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正加快推進(jìn)。

固態(tài)電池核心材料發(fā)展趨勢

?正極：短期優(yōu)化三元高鎳/鐵鋰體系，并向富鋰錳基材料為代表的新型體系迭代。

?負(fù)極：中短期向硅基負(fù)極發(fā)展，長期有望切換至鋰金屬。

?隔膜：半固態(tài)電池中保留，全固態(tài)中或被取消。

?電解質(zhì)：氧化物、硫化物、聚合物為主流技術(shù)路線，鹵化物尚處于實驗驗證階段。

固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)路線呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展局面，但最終路線尚無定論。目前，固態(tài)電解質(zhì)主要包含氧化物、硫化物、聚合物和鹵化物四種技術(shù)路線，其中，鹵化物尚處于實驗驗證階段，以前三種作為主流技術(shù)路線。2024年，我國聚合物和氧化物電解質(zhì)出貨量占比超過98%，僅少量使用硫化物和鹵化物。

由于技術(shù)路線各有利弊，技術(shù)發(fā)展不確定性較強(qiáng)，最終路線尚無定論。日本、韓國以硫化物全固態(tài)路線為主；歐美以初創(chuàng)企業(yè)領(lǐng)先多樣化技術(shù)路線發(fā)展；國內(nèi)則采用半固態(tài)技術(shù)到全固態(tài)技術(shù)的開發(fā)策略，超過60%的企業(yè)布局兩種乃至三種技術(shù)路線，只布局一種技術(shù)路線的企業(yè)相對較少，核心原因是目前固態(tài)電池技術(shù)路線尚未確定。

具體來看，氧化物、聚合物路線在半固態(tài)領(lǐng)域發(fā)展較快，離子導(dǎo)電率高的硫化物未來很有可能成為全固態(tài)電池的主流路線，我國現(xiàn)仍處于電池原型驗證、材料開發(fā)階段。當(dāng)前，我國固態(tài)電解質(zhì)廠商大多聚焦氧化物路線，也有部分國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)在布局硫化物固態(tài)電解質(zhì)，但各家規(guī)劃其規(guī)模化量產(chǎn)時間基本在2027年后。

除固態(tài)電解質(zhì)外，業(yè)內(nèi)對固態(tài)電池核心材料發(fā)展趨勢基本達(dá)成共識。

正極方面，短期內(nèi)沿用現(xiàn)有三元高鎳/鐵鋰體系，同時通過單晶化、氧化物包裹、金屬摻雜等手段進(jìn)一步提升電池能量密度。在固態(tài)電池各方技術(shù)逐漸成熟后，正極材料預(yù)計向以富鋰錳基正極材料為代表的新型體系進(jìn)一步迭代。相對三元高鎳材料，富鋰錳基材料具有更高電壓平臺、更高克容量，更適用于固態(tài)電池。同時，富鋰錳基材料以較便宜的錳元素為主，貴重金屬含量少，成本更低且安全性更好。目前，國內(nèi)容百科技等正極材料企業(yè)實現(xiàn)富鋰錳基材料的小批量出貨，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展有望持續(xù)推進(jìn)。

負(fù)極方面，隨著石墨負(fù)極接近理論比容量，為進(jìn)一步提高固態(tài)電池能量密度，將驅(qū)動負(fù)極向高比容量迭代，中短期向以硅碳、硅氧為代表的硅基負(fù)極發(fā)展，應(yīng)用在半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)鋰電池中；長期有望切換至鋰金屬，目前，美國、日本等固態(tài)電池領(lǐng)先企業(yè)均已布局鋰金屬負(fù)極，但由于用鋰安全等問題，距成熟穩(wěn)定量產(chǎn)還有較長距離。

隔膜方面，在半固態(tài)電池中，隔膜仍需被用于防止正負(fù)極接觸短路，并作為載體表面涂覆氧化物或者復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)；在全固態(tài)電池中，全固態(tài)電解質(zhì)可充當(dāng)隔膜功能，因此不易發(fā)生短路，隔膜面臨潛在被取消的風(fēng)險。目前，美國固態(tài)電池龍頭企業(yè)Solid Power第一代全固態(tài)電池已取消隔膜。

電池技術(shù)正加速從液態(tài)向固態(tài)迭代

?技術(shù)突破：寧德時代自生成負(fù)極技術(shù)有望跨越技術(shù)壁壘。

?過渡策略：半固態(tài)電池將會長期占據(jù)主流市場，硫化物涂覆膜為過渡材料。

?終端布局：多家企業(yè)用鋼殼電池，適配固態(tài)電池量產(chǎn)需求。

顛覆性固態(tài)電池技術(shù)儲備有望跨越技術(shù)壁壘。寧德時代的自生成負(fù)極技術(shù)通過取消傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料，直接利用金屬鋰或鈉在集流體表面沉積來形成負(fù)極結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)石墨負(fù)極對電池能量密度（理論比容量在350～400毫安時/克）的限制，這對擬應(yīng)用于固態(tài)電池的新一代硅基負(fù)極，甚至是理想狀態(tài)下的鋰金屬負(fù)極形成技術(shù)迭代升級。一方面，減少了傳統(tǒng)負(fù)極的重量和體積占比，滿足充電寶、微型無人機(jī)等小型消費類電子產(chǎn)品電池輕便化的發(fā)展需求。另一方面，從根本上解決了傳統(tǒng)金屬負(fù)極由于無法避免的鋰枝晶生長帶來的熱失控等安全問題和容量衰減問題，滿足動力和儲能等領(lǐng)域高安全性、高能量密度的發(fā)展需要。

此外，國內(nèi)提出基于鈣鈦礦材料的固態(tài)電解質(zhì)解決方案有望打破現(xiàn)階段硫化物、氧化物、聚合物和鹵化物四大主流路線技術(shù)僵局。憑借鈣鈦礦獨特的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)穩(wěn)定性，在適配高電壓正極材料之余，還可避免電解質(zhì)在高電壓下分解引發(fā)的安全問題，并滿足固態(tài)離子傳導(dǎo)，適配電動汽車、儲能電站等高功率需求。

固態(tài)電池配套用材也在不斷革新主導(dǎo)材料發(fā)展方向。在隔膜領(lǐng)域，盡管全固態(tài)電池由于結(jié)構(gòu)變化，隔膜將面臨被取消風(fēng)險，但預(yù)計半固態(tài)電池以平衡性能與成本的優(yōu)勢，將會長期占據(jù)主流市場，且待全固態(tài)電池在高端電動車、長續(xù)航儲能等場景實現(xiàn)商業(yè)化后，半固態(tài)電池仍將會在中低端市場長期存在，形成“半固態(tài)為主、全固態(tài)為輔”的技術(shù)生態(tài)。根據(jù)彭博新能源財經(jīng)預(yù)測，2035年全球半固態(tài)電池約占固態(tài)電池構(gòu)成的70%。因此，半固態(tài)電池用隔膜將長期保留。

當(dāng)前，盡管硫化物固態(tài)電解質(zhì)尚未取得突破性成果，但多家企業(yè)已將硫化物固態(tài)電解質(zhì)涂覆膜作為過渡性材料路徑加速布局，即通過將硫化物涂覆膜與少量液態(tài)電解液復(fù)合，以達(dá)到緩解純固態(tài)體系的界面阻抗問題，并顯著提升電池的安全性的目的。此外，企業(yè)通過“以過渡促突破”策略來平衡“技術(shù)可行性”與“產(chǎn)業(yè)落地性”，正成為行業(yè)從液態(tài)向固態(tài)技術(shù)迭代的重要實踐方向。一方面，硫化物涂覆膜可依托現(xiàn)有涂布設(shè)備實現(xiàn)量產(chǎn)，材料成本通過規(guī)模化生產(chǎn)有望降至純固態(tài)電解質(zhì)的1/3；另一方面，通過過渡性產(chǎn)品積累的界面調(diào)控、工藝參數(shù)等經(jīng)驗，可為未來純硫化物固態(tài)電池的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。

值得關(guān)注的是，華為、蘋果等智能終端設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)在其最新一代產(chǎn)品中都不再采用外殼為流延聚丙烯（CPP）薄膜的軟包電池結(jié)構(gòu)，而是采用鋼殼電池結(jié)構(gòu)。一方面，響應(yīng)歐盟《新電池法規(guī)》對可更換性的強(qiáng)制要求；另一方面，鋼殼結(jié)構(gòu)是電池技術(shù)迭代的重要一環(huán)。隨著固態(tài)電池研發(fā)推進(jìn)，鋼殼的高密封性和耐腐蝕性更適配新型電解質(zhì)（如硫化物）的量產(chǎn)需求。蘋果、華為公司提前布局鋼殼技術(shù)，不僅為現(xiàn)有產(chǎn)品提供支撐，而且為未來半固態(tài)電池技術(shù)升級奠定基礎(chǔ)。例如，蘋果鋼殼電池的“導(dǎo)電膠”設(shè)計已展現(xiàn)出對可更換電池技術(shù)的前瞻性探索，而華為的鋼殼結(jié)構(gòu)可兼容硅基負(fù)極（膨脹率高達(dá)300%），為下一代高能量密度電池提供解決方案。

固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)研究和發(fā)展方向

?安全：強(qiáng)化熱失控、熱擴(kuò)散預(yù)警與防護(hù)。

?工藝：濕法工藝與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的兼容度約70%，部分設(shè)備依賴定制化開發(fā)。

?成本：規(guī)模量產(chǎn)與應(yīng)用后，材料成本要降低到0.8元/瓦時以下。

?協(xié)同：整車企業(yè)和電池企業(yè)需協(xié)同設(shè)計，共同提升。

目前，固態(tài)電池這一未來產(chǎn)業(yè)即將邁入高速發(fā)展的關(guān)鍵時期，切入千億級新賽道。受電動車、低空經(jīng)濟(jì)等下游高速發(fā)展，以及人們對安全問題愈加重視的影響，固態(tài)電池將成為2030年前的熱點增長領(lǐng)域。未來，相關(guān)企業(yè)應(yīng)從以下方面加強(qiáng)固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)研究。

一是對固態(tài)電池采取合理的安全設(shè)計。固態(tài)電解質(zhì)具有本征安全性，因此全固態(tài)電池的安全性相比液態(tài)電池有了顯著提升，但并不等同于絕對安全，電池系統(tǒng)仍存在一定的熱失控和熱擴(kuò)散風(fēng)險，需要針對電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散的不同階段采取安全與防護(hù)措施，提高電芯級別的熱失控預(yù)警能力和系統(tǒng)級別的熱擴(kuò)散防護(hù)能力。

二是創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，滿足固態(tài)電池對界面高一致性要求。固態(tài)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)可采取串聯(lián)方式，沒有內(nèi)部極耳，可以提高制造效率；外部結(jié)構(gòu)將主要為“疊片+軟包”，可以更好地施加界面束縛壓力，以保證穩(wěn)定的電池反應(yīng)。固態(tài)電池可在一定程度上沿用現(xiàn)有濕法工藝，與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈的兼容度約70%，干法工藝兼容度略低，但部分設(shè)備依賴定制化開發(fā)，尤其是正負(fù)極和電解質(zhì)膜生產(chǎn)設(shè)備。

三是固態(tài)電池仍需進(jìn)一步降本。根據(jù)材料成本進(jìn)行測算，當(dāng)前固態(tài)電池的材料成本為1.5～2.5元/瓦時，顯著高于液態(tài)電池，且固態(tài)電池的生產(chǎn)線設(shè)備仍需定制化研發(fā)，初期制造合格率可能較低，將進(jìn)一步推高整體成本。未來通過材料性能提升、生產(chǎn)工藝簡化、電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方式，實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)與應(yīng)用后可在一定程度上降低生產(chǎn)成本，目標(biāo)是將整體成本降至0.8元/瓦時以下。

四是固態(tài)電池生產(chǎn)企業(yè)需同整車企業(yè)協(xié)同設(shè)計。固態(tài)電池對整車設(shè)計提出新要求。與液態(tài)動力電池相比，固態(tài)電池需要外部提供較高的束縛壓力，以保證固固界面下的電池反應(yīng)。此外，固態(tài)電池對于整車的熱管理設(shè)計、一體化集成（CTC、CTB等）、結(jié)構(gòu)件設(shè)計、全生命周期監(jiān)測和管理提出了新的需求，需要整車企業(yè)和電池企業(yè)協(xié)同設(shè)計，共同提升。