固态电池全景图：方兴未艾，技术竞逐

摘要：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、

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。

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。

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。