本报告系统梳理固态电池行业的政策环境、技术原理、市场现状、企业布局及未来趋势,为行业参与者提供全面参考。
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国家多政策明确固态电池发展目标:《中国制造 2025》要求 2025/2030 年电池能量密度达 400/500Wh/kg;《新能源汽车产业发展规划》将固态电池纳入核心攻关工程;2023 年六部门指导意见进一步推进其研发应用,为行业提供政策保障。
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- 结构差异:相较于传统锂电池,固态电池以氧化物 / 硫化物 / 聚合物固态电解质替代液态电解液与隔膜,消除电解液泄漏、燃烧风险,同时简化电池结构,提升能量密度。
- 核心优势:安全性高(无热失控风险)、能量密度高(当前 300-400Wh/kg,远期可达 900Wh/kg)、循环寿命长(部分产品超 1000 次)、高温适应性好(-40~85℃工作),但存在功率密度低、成本高、界面阻抗大等问题。
- 电解质体系:分三大技术路线,聚合物(技术成熟,适合消费电子)、氧化物(性能均衡,薄膜型用于微型设备,非薄膜型待突破)、硫化物(理论最优,适合汽车,但易产生 H₂S,开发难度大)。
- 半固态电池:处于中试至产业化初期,电解液含量 < 10%,能量密度较传统电池提升 20%,2025 年前有望量产,代表企业如赣锋锂业、辉能科技。
- 全固态电池:仍处实验室阶段,无液态成分,预计 2030 年后应用,需突破界面阻抗、生产工艺等瓶颈。
- 专利布局:2020 年专利申请达 465 件峰值,现代汽车、蜂巢能源、浙江锋锂为主要申请人,反映行业研发热度。
- 工艺路线:半固态兼容现有软包产线,仅需调整电解液用量或新增固化工序;全固态需全产线升级,如三星采用干电极 + 等静压工艺,设备与良率待突破。
2023-2025 年半固态电池优先装车验证:东风 E70 搭载赣锋锂业电池(续航 1000km,2024 年量产),蔚来 ET7、岚图等车型也计划搭载,安全性能为核心验证重点。
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- 清陶发展:以氧化物 LLZO 电解质为主,与北汽、广汽合作送样,2024 年规划 10GWh 产能,技术团队依托清华大学南策文院士团队。
- 赣锋锂业:半固态电池能量密度 248Wh/kg,2024 年量产装车,布局 2GWh 产能,技术源自中科院许晓雄团队。
- 宁德时代:主攻硫化物路线,搭建中试线,计划 2025 年量产,能量密度目标 500Wh/kg 以上,合作丰田推进技术。
- 北京卫蓝:依托中科院物理所技术,半固态电池能量密度 244Wh/kg,在建 2GWh 产能,送样北汽。
- 辉能科技(中国台湾):聚合物路线领先,消费电子应用成熟,半固态电池能量密度 252Wh/kg,规划 7GWh 产能,送样蔚来、吉利。
- 万向 A123:投资 Solid Power(硫化物)与 Ionic Materials(聚合物),数码领域应用成熟,动力类送样通用、宝马。
第一梯队(清陶、宁德时代)技术强、产能规划明确;第二梯队(辉能、卫蓝、万向)有先发优势但产业化经验不足;第三梯队(比亚迪、珈伟)研发进度慢,产品优势弱。
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- 技术迭代:从半固态(2025 年量产)→准固态(2025-2030 年)→全固态(2030 年后),电解质逐步从聚合物向硫化物过渡。
- 市场空间:预计 2030 年固态电池总需求 205.3GWh,市场规模 1642.4 亿元,动力电池(渗透率 6.5%)、消费电池(10%)为主要应用领域。
- 成本下降:2025 年单位成本 1.5 元 / Wh,2030 年降至 0.8 元 / Wh,接近传统锂电池成本,推动大规模应用。
- 技术风险:界面阻抗、电解质稳定性、生产工艺(如等静压良率)待突破;
- 成本风险:研发投入大,专用设备昂贵,短期内难降本;
- 竞争风险:海外企业(如丰田、三星)技术领先,国内需加速产业化以应对竞争。
固态电池是锂电池升级的核心方向,当前半固态电池即将进入量产窗口期,政策与下游需求(新能源汽车、高端消费电子)为主要驱动力。企业需聚焦电解质技术突破与成本控制,优先布局半固态产业化以抢占市场,同时关注全固态长期技术储备,未来行业将向高能量密度、低 cost、宽应用场景方向发展。