固态电池负极材料技术迭代，锂金属负极为长期技术演进方向

一、固态电池安全性和能量密度优势突出，将成为为下一代电池技术

固态电池是使用固态电解质的电池。根据《固态电池技术发展现状综述》（张春英等，2023）， 锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜四部分组成，其中电解质起到输送锂离子、传导内部电流的作用。按照液态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类，电池可细分为液态(25%)、半固态(5%～10%)、准固态(0%～5%)和全固态(0%)四大类，其中半固态、准固态和全固态 3 种统称为固态电池。固态电池中的固态电解质取代了液态电池的液态电解质、隔膜，缩减了电池包质量和体积，且不易起火燃烧，锂枝晶难以穿透电解质膜（SEI），具有较高的安全性，是行业公认的动力电池未来发展方向。

液态电池与固态电池内部结构对比图

资料来源：观研天下数据中心整理

固态电池解决液态电池痛点，成为最有前景的电池新技术。根据《固态电池研究及发展现状》（洪月琼等，2023），固态电池因有望解决目前动力电池能量密度低和安全隐患两大痛点，成为最有前景的电池系统。固态电池具备能量密度高、安全、循环寿命长和应用温度范围宽等优势。

固态电池的优势

资料来源：观研天下数据中心整理

二、半固态电池已量产，产业往全固态推进

根据观研报告网发布的《中国固态电池负极材料行业发展趋势分析与未来投资预测报告（2025-2032年）》显示，固态电池包括全固态电池和半固态电池，半固态过渡，全固态是终极目标。固态电池分为：半固态、准固态和全固态，它们的液体含量分别是5-10wt%、0-5wt%、0wt%（液态为25wt%）。半固态电池是在固态电解质材料的基础上补加液态电解质来改良离子传输性能，是介于液态电池和固态电池的过渡技术；全固态电池是不含有任何液态电解质成分的固态电池，是未来固态电池体系终极的目标，由于当前全固态电池还存在较多的技术瓶颈，半固态电池技术将率先落地；全固态电池技术当前正在集中技术突破和中试线加速落地，未来将会有较大的增量机会。

资料来源：腾讯网

技术瓶颈+成本高为固态电池现有瓶颈。1）固态电解质离子电导率低，当前的固态电解质路线离子电导率为10-8-10-3S/cm，远低于传统液态电解质的离子电导率（10-2S/cm）。2）固态电解质固-固接触界面性能较差，成为电池稳定性的一大问题。由于固态电解质和电极是采用固固接触，因此在电池循环过程中界面会出现应力损伤演化趋势，导致电解质界面缺陷失效，界面阻抗增大。

固态电池现有技术问题

资料来源：观研天下数据中心整理

电解质为液态和固态电池核心区别，正负极隔膜集流体等未来或均有变化。液态电池电解质采用液态电解质，半固态目前主要采用聚合物+氧化物固态电解质外加液态电解质，全固态电池目前技术路线未定，或采用聚合物、氧化物、卤化物和硫化物固态电解质，其中，硫化物为当前认可度较高方向。隔膜方面，液态和半固态电池隔膜均有保留，未来全固态电池或取消隔膜。负极方面，先从石墨负极到硅基负极，最后到锂金属负极。正极材料方面，高镍三元为半固态电池主流，未来全固态电池后，新型材料，富锂锰基、镍锰酸锂等或均有应用。集流体方面，泡沫铜作为三维多孔、均匀互联的金属材料，由于其制备成本低、导电性好、高安全性、超充性能优异，有望成为半固态/固态锂电池的负极集流体。同时，若全固态电池使用硫化物电解质，由于硫化物易腐蚀铜集流体，或采用镍基集流体。

液态&半固态&固态电池对比

资料来源：观研天下数据中心整理

三、固态电池负极短期以石墨和硅碳为主，锂金属负极为负极长期迭代路线

负极材料直接影响电池容量、首效、循环等性能。负极材料系先由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状均匀涂抹在铜箔两侧，再经干燥、滚压形成。负极材料作为锂电池不可或缺的重要组成部分，直接影响锂电池的容量、首次效率、循环等主要性能，在动力电池成本中占比一般不超过15%。

负极在当前动力电池成本占比一般不超过15%

资料来源：观研天下数据中心整理

固态电池负极短期以石墨和硅碳为主，长期预计将使用金属锂。固态电池负极材料体系包括了以石墨为代表的碳族负极，这种材料技术成熟，充放电效率高，短期内将会是固态电池的主流，但预计长期则会被具有更高容量的金属锂负极所替代。而氧化物负极材料虽然有较高的比容量，但是其可能会在电化学过程中消耗Li，从而或将导致电池的容量发生损失以及形态发生变化。

固态电池负极材料主要体系及性能

资料来源：观研天下数据中心整理

硅碳负极能量密度提升有限，锂金属负极为长期迭代方向。根据25年2月欧阳明高院士的发言，国内2030年前重点突破500Wh/kg以内电池，正负极方面三元正极不变，主要变负极。硅负极帮助电池能量密度达到400Wh/kg之前，随着自身克容量的增加，电池比容量几乎线性增加，而帮助电池能量密度达到400Wh/kg后，随着自身克容量的增长，电池比容量的边际增长明显缩小，而进一步突破能量密度上限仍需要依赖锂金属负极的应用。

低硅→高硅→锂金属，负极发展路径清晰。根据欧阳明高院士，当前已行成已硫化物路线为主体的固态电池发展路线，根据正负极侧的迭代，具体的roadmap表现为：

石墨/低硅负极硫化物全固态电池(2025-2027):以200~300Wh/kg 为目标,攻克硫化物固态电解质,打通全固态电池的技术链,三元正极和石墨/低硅负极基本不变,向长寿命大倍率方向发展。

高硅负极硫化物全固态电池(2027-2030):以 400Wh/kg 和 800Wh/L 为目标,重点攻关高容量硅碳负极,三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系,面向下一代乘用车电池。

锂负极硫化物全固态电池(2030+):以 500Wh/kg 和 1000Wh/L 为目标,重点攻关锂负极,逐步向复合电解质(主体电解质+补充电解质)、高电压高比容量正极发展(高镍、富锂、硫等)。

面向电动乘用车领域的硫化物全固态电池材料体系代Roadmap

资料来源：25年中国全固态电池创新发展高峰论坛欧阳明高院士发言，观研天下数据中心整理

四、国内企业锂金属负极积极布局，锂企、负极厂、箔材厂多方参与

锂企、负极厂、铜箔厂多方参与。锂企如赣锋锂业、天齐锂业、天铁科技等，主营业务为锂提炼加工，背靠丰富的锂资源和金属锂产能布局，在原材料金属锂锭的制备上具备成本、质量优势；负极厂如璞泰来、道氏技术、贝特瑞等同时在硅碳负极、锂金属负极上行成布局；箔材厂如中一科技、英联股份等也涉足锂金属负极。按工艺划分，赣锋锂业、天铁科技在压延法上领先，英联股份在蒸发镀上领先，道氏技术、中一科技等在液相法上领先。

1）锂企业：赣锋锂业、天齐锂业、天铁科技等。

赣锋锂业：行成负极端硅碳、锂金属双路线布局。

公司目前已实现 300mm 宽度的超宽幅超薄锂带量产，铜锂复合带中锂箔厚度可达到 3 微米。在电池及系统层面，赣锋320Wh/kg高比能电池，采用硅碳负极，循环可达到1000圈；400Wh/kg 高比能电池，采用硅碳负极，循环达到600圈以上；500Wh/kg超高比能电池，采用锂金属负极，已实现10Ah 级产品的小批量生产；集团具备完整设计能力，CTP成组效率达74%、生产效率提升30%。

天齐锂业：与卫蓝新能源合作预锂化、金属锂制备。

公司全资子公司天齐创锂与北京卫蓝新能源共同出资设立了合资公司深圳固锂，专注于预锂化负极材料、金属锂负极及锂基合金（复合）负极材料、预锂化试剂及相关制造设备等业务。目前，深圳固锂的预锂化实验室建设项目已竣工验收，并完成两套负极预锂化设备工艺开发及中高量预锂化设备第一阶段带料调试工作，其全资子公司天齐卫蓝固锂新材料（湖州）有限公司已掌握金属锂负极预锂化及金属锂负极制备的整套工艺与关键装备制造技术。

天铁科技：与欣界能源合作压延法锂金属负极。

公司在固态电池锂金属负极材料供应、研发、生产等方面全方位开展战略合作，实现双方优势互补，拓宽双方合作领域、提高合作层面，实现合作共赢。根据协议，双方将在固态锂金属负极材料产品供应、新材料研发、产线建设等方面展开深度合作。具体合作内容包括：天铁科技根据欣界能源的需求提供2款电池级锂金属产品供其进行样品检测；在样品检测合格且产品可满足需求的情况下，欣界能源在同等条件下优先向天铁科技采购金属锂负极材料产品，并在首条≥450Wh/kg固态2GWh量产线投产后，由天铁科技负责该条产线的金属锂材料供应，年采购量原则上不低于100吨，采购期限不少于5年；双方还将共同研发电池级锂金属负极材料，整合优质资源，加强协作，开展新型锂金属负极材料研发合作。

2）负极厂：包括道氏技术、璞泰来、贝特瑞等。

道氏技术：合作电子科大布局液相法锂金属负极。

公司与电子科技大学签署了《项目技术委托开发合同》，委托电子科技大学进行超薄金属锂负极的研发，包括单面/双面锂覆铜超薄锂负极带材的开发和自支撑超薄锂负极带材的开发，合作期限为2024年12月2日至2027年12月1日。

项目将由电子科技大学李晶泽教授负责实施，其团队由一支经验丰富、专业技能强的研究队伍组成。项目将通过利用高温熔融金属锂与金属集流体之间的相互作用，不仅改善二者之间的浸润性，通过熔融液体流延的方法实现锂负极的超薄化制备，而且借助金属锂与金属集流体之间的原位合金化反应，将原位生成的合金微纳网络结构作为三维骨架，克服传统纯金属锂负极体积变化大，且对锂的成核、生成缺乏约束的缺点，有效抑制锂枝晶生长，延长负极的循环寿命，大幅度提高其电化学性能及安全稳定性，加速包括固态锂电池在内的锂二次电池的商业化进程。

璞泰来：公司对锂金属负极材料持续研发,通过构建新型三维骨架结构来解决锂金属负极的枝晶、体积膨胀以及负极/固态电解质的界面问题,与此同时,公司锂金属负极成型设备采用压延复合工艺,已完成设备样机开发并交付使用。

贝特瑞：布局锂碳复合材料。通过对碳材料基体的精细设计及微孔结构调控，再通过现金的复合工艺将金属锂与碳材料复合，获得超高容量、低膨胀及长循环的锂碳复合材料。

3）箔材厂：包括英联股份、中一科技等。

英联股份：布局蒸镀法锂金属负极，合作头部车企。

公司在固态电池材料方面，依托蒸镀工艺的技术储备，研发锂金属/复合集流体负极一体化材料，并与头部汽车公司开展相关的技术合作，公司将会持续开拓复合集流体的应用场景。

中一科技：布局锂-铜金属一体化复合负极材料。

目前公司已有用于固态电池的锂-铜金属一体化复合负极材料等相关技术储备，可以改善金属锂与铜箔之间的界面亲和性，从而提高锂金属电池的循环稳定性。公司“一种锂-铜一体化复合负极材料及其制备方法和应用”的专利（公开号 CN120048853A，申请日期为2025 年03月），显示，本申请提供了一种锂-铜一体化复合负极材料及其制备方法和应用，属于电化学储能技术领域，其中，包括依次层叠设置的铜箔、锂合金层和碳层，锂合金层包括锂金属和亲锂金属，亲锂金属包括银、锌、锡、铝、镁中的至少一种，碳层由热还原处理后的碳材料制成。本申请通过在铜箔表面涂覆锂合金层和碳层，能够增强金属锂与铜箔之间的结合程度，减少了锂负极与铜箔之间的界面阻抗，有利于电子的传输，提供更高的导电性和更强的界面结合力；碳层具有较高的导电性和良好的锂离子传输能力，可以有效减少界面阻抗并抑制锂金属在铜基底上不均匀沉积，减少锂枝晶的形成。

国内企业锂金属负极布局进展

资料来源：观研天下数据中心整理（wys）