一、固态电池技术的多元化发展路径特征显著
固态电解质特指具有良好离子传输性能的锂离子导体。固态电解质不挥发、一般不可燃、具有较宽的工作温区和电化学窗口,因此具备更优异的安全特性,可适配更高能量密度的正负极材料体系。固态电解质材料是固态电池的核心部件,其进展直接影响全固态电池的发展进程。
不同种类电解质及其锂离子电池体系的性质对比
| / | 全固态电解质 | 液态/半固态电解质 |
| 电解质 | PEO基、硫化物、氧化物等 | 有机电解液、聚合物浸润有机电解液 |
| 电池结构 |
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| 产品优点 | 电化学稳定性高,安全性较高 | 应用广泛,包括3C产品、新能源汽车和储能领域 |
| 产品缺点 | 能量密度、功率密度有待提升、成本偏高 | 易燃易爆、电化学稳定性不良 |
资料来源:观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国固态电解质行业发展深度分析与投资前景预测报告(2025-2032年)》显示,按照电解质材料的不同,固态电池可以分为氧化物、硫化物、卤化物、聚合物和复合固态电解质(聚合物+无机物)等。其中,聚合物电解质属于有机电解质,氧化物,卤化物与硫化物属于无机陶瓷电解质。
不同固态电解质材料性能对比
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类型 |
聚合物 |
氧化物 |
硫化物 |
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主要研究体系 |
PEO固态聚合物体系 |
非薄膜:钙钛矿型;石榴石型; |
Thio-LiSICON型 |
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聚碳酸酯体系 |
NASICON型 |
LGPS型 |
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聚烷氧基体系 |
LISICON型 |
Li-aegyrodite型 |
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聚合物锂单离子导体基体系 |
薄膜:LiPON型 |
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离子电导率 |
室温:10-7-10-5S/cm;65-78°C:10-4S/cm |
10-6-10-3S/cm |
10-7-10-2S/cm |
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优点 |
灵活性好 |
化学、电化学稳定性较好 |
离子电导率最高 |
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易大规模制备薄膜 |
电化学氧化电位高 |
晶界阻抗较低 |
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剪切模量低 |
机械性能好 |
成本相对较低 |
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不与锂金属反应 |
有潜力有待研发 |
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缺点 |
成本高(电池成本增加30-50%) |
正负极、电解质存在问题 |
快充存在问题 |
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纯度问题难以解决 |
界面接触差 |
界面接触差;稳定性问题;机械强度较弱;易氧化;水汽敏感 |
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发展方向 |
将PEO与其他材料共混共聚或交联,形成有机-无机杂化体系,提升性能 |
提升电导率:替换元素或修杂同种异价元 |
提高电解质稳定性,降低生产成本,元素渗杂发挥各元素协同 |
资料来源:观研天下数据中心整理
从汽车和电池企业的选择情况来看,目前硫化物和氧化物为主流技术路线。全球固态电池的研发主要分中国、日韩和欧美三大阵营。从发展历程上来看,日韩企业布局固态电池起步较早,目前在技术上处于领先地位,全球前十的固态电池专利都被日韩企业所包揽。丰田三星、松下、出光兴产和住友等都是该领域的代表企业,丰田主导了硫化物全固态电池的量产推进。在技术路径的选择上,日韩企业更倾向于硫化物体系,欧美企业更偏向于氧化物和聚合物,我国的技术路线选择相对更加多样化,但是最主流的仍然是硫化物和氧化物。根据市场公布的统计数据,全球固态电池企业选择硫化物的占比为38%,选择氧化物的占比为32%,选择聚合物的有22%。
资料来源:EV Tank,观研天下数据中心整理
二、国内新能源汽车市场高速增长,固态电池技术不断推进
根据国内锂电池行业规范公告企业信息和行业协会测算,2024年中国锂电池总产量1170GWh,同比增长24%。行业总产值超过1.2万亿元。电池环节,2024年全国消费型、储能型和动力型锂电池产量分别为84GWh、260GWh、826GWh。锂电池装机量(含新能源汽车、新型储能)超过645GWh,同比增长48%。
资料来源:工信部,观研天下数据中心整理
传统液态锂电池依赖易燃的液态电解质,存在热失控风险,且能量密度难以突破300Wh/kg。而全固态电池通过替换为固态电解质,彻底消除了电解液泄漏和爆燃隐患。2024年,重庆太蓝新能源研发的全固态锂金属电池通过200℃热箱测试和针刺实验,安全性远超传统电池。同时,其能量密度达720Wh/kg,是当前高端三元锂电池的2.4倍,续航轻松突破1500公里。
2025年10月,中国科学院物理研究所传来重大突破:黄学杰研究员团队联合华中科技大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等机构,成功攻克全固态金属锂电池的核心技术难题。该团队开发的阴离子调控技术,从根本上解决了界面接触问题,为全固态电池的实用化铺平了道路。
2025年1-6月我国新能源汽车产销量分别696.8万辆和693.7万辆,同比分别增长41.4%和40.3%,其中,新能源汽车新车产量达到汽车新车总产量的44.61%,中国新能源汽车市场延续了高速增长态势,具体如下:
资料来源:工信部,观研天下数据中心整理
从固态电池产业链来看,固态电池的突破覆盖上游材料、中游设备到下游应用的全链条。上游材料中,固态电解质和锂金属负极是关键。硫化物电解质因离子电导率高,成为动力电池的主流路线,赣锋锂业已实现百吨级硫化锂量产;氧化物电解质则因稳定性好,更适合储能领域。锂金属负极的理论比容量达3860mAh/g,是传统石墨负极的10倍,赣锋锂业生产的3微米超薄锂带已用于电池制造。中游设备方面,先导智能、赢合科技等企业已交付全固态电池整线,适配多种电解质路线。下游应用中,新能源车、低空经济和储能成为首批突破领域。宁德时代、比亚迪计划2027年推出续航1200公里的固态电池车型;欣界能源的锂金属固态电池已用于电动垂直起降飞行器,续航翻倍。
资料来源:工信部,观研天下数据中心整理
2025年以来固态电池产业化加速,2025年5月中国汽车工程学会正式发布《全固态电池判定方法》,首次明确全固态电池定义,为材料开发、工艺优化、设备适配等环节提供统一的衡量指标,有助产业链上下游技术协同,加速成果转化。7月初,奇瑞控股的安瓦新能源在芜湖宣布1.25GWh固态电池生产线首批工程样件下线。首批电池通过GB38031-2025新国标针刺测试,能量密度超300Wh/kg,400Wh/kg二代产品试制中,计划2027年推出500Wh/kg全固态电池。预计2035年中国固态电池电解质市场规模将有望达到12211.4亿元,具体如下:
资料来源:工信部,观研天下数据中心整理
三、政策文件支持固态电池的长期发展
从产业化进度来看,全球固态电池发展已形成三个梯队:第一梯队是已实现小规模应用的创新者,如法国的博洛雷(聚合物电池用于Bluecar)、中国的清陶(光年电池用于智己L6)和辉能科技(2GWh陶瓷电池厂);第二梯队是计划2025-2028年量产的进取者,包括丰田、日产、Quantum Scape等;第三梯队则是仍处于实验室阶段的探索者。这种多层次的竞争格局表明,固态电池技术离大规模商业化尚有距离,但产业化进程已明显加速。
技术路线选择上呈现明显的地域特征:日本企业以硫化物为主(丰田、日产、本田等10家),中国企业则多元化布局(硫化物9家、氧化物7家、聚合物1家、卤化物1家),欧美企业更侧重聚合物和氧化物路线。
四大固态电池技术路线比较
| 技术路线 | 代表企业 | 离子电导率 | 优势 | 挑战 | 产业化进度 |
| 硫化物 | 丰田、宁德时代、蜂巢能源 | 10-17mS/cm | 高离子电导率、材料柔软 | 空气稳定性差、产生硫化氢 | 丰田计划2027-2028年量产 |
| 氧化物 | 卫蓝新能源、清陶能源、辉能科技 | 1-5mS/cm | 化学稳定性好、安全性高 | 离子电导率低、材料脆硬 | 清陶已应用于智己L6车型 |
| 聚合物 | 博洛雷集团、中科深蓝 | 0.1-1mS/cm | 柔韧性好、易加工 | 电化学窗口窄、低温性能差 | 博洛雷2011年已商用 |
| 卤化物 | 松下、亿纬锂能 | 5-10mS/cm | 氧化稳定性好 | 处于实验验证阶段 | 松下开发新型氧卤化物电解质 |
资料来源:观研天下数据中心整理
固态电池关键材料和制造技术的革新是实现从传统液态电池经原位固态化电池直至实现全固态电池的基础。在《固态电池关键材料体系发展研究》一文中提到了对我国固态电池发展关键时间点的规划建议,中期(2025-2030年)以目前国内已有的固态电池研发和量产能力基础,通过原位固态化技术,采用新材料,改造现有产线,优化现有技术体系,实现产品升级,提升电池的能量密度、安全性、一致性和寿命等关键指标,同步开展全固态电池及新电池体系的前瞻性研发,为全固态电池的规模化应用奠定科学和技术基础,满足新能源汽车、电动船舶、电动航空、规模储能、国家安全等战略需求;远期(2030-2035年)在原位固态化电池技术基础之上,加速全固态电池产业化,进一步提升全固态电池技术成熟度和应用领域,提升技术水平,降低电池全生命周期成本等要素,扩大产业规模和市场占有率,形成自主可控、可持续发展、绿色零碳的产业生态,拓展更广泛的应用领域,并扩展到极地、高寒地带、平流层、深空等国家战略特殊应用场景。
我国固态电池相关政策
| 时间 | 制定部门 | 政策文件 | 具体内容 |
| 2025年9月 | 工信部 | 《“十五五”新型电池产业发展规划》 | 工信部研究编制的《“十五五”新型电池产业发展规划》核心内容聚焦技术创新、产业结构优化和高质量发展,明确将固态电池列为重点攻关方向,并通过政策引导防范低水平重复建设。 |
| 2025年5月 | 中国汽车工程学会 | 《全固态电池判定方法》 | 该标准首次明确了“全固态电池”定义,要求离子传递完全通过固体电解质实现,与混合固液电解质电池形成严格技术分界。 |
| 2025年4月 | 工信部 | 《2025年汽车标准化工作要点》 | 推动电动汽车远程服务与管理等标准发布及动力电池安全要求标准实施,推进电动汽车安全要求等标准审查报批,开展燃料电池电动汽车、动力电池回收利用安全要求强制性国家标准预研,持续提升电动汽车安全水平;推进动力电池耐久性、热管理系统等标准审查报批,加快全固态电池、动力电池在役检测、动力电池标识标签等标准研制,不断优化动力电池性能要求。 |
| 2025年4月 | 工信部科技司 | 《2025年工业和信息化标准工作要点》 | 扎实推进《新产业标准化领航工程实施方案(2023-2035年)》,建立健全全固态电池等标准体系,以高水平标准建设服务行业高质量发展。 |
| 2025年3月 | 珠海工信局 | 《珠海市推动固态电池产业发展行动方案(20252030)(征求意见稿)》 | 明确固态电池发展时间节点,目标2027年形成固态电池产业集群、2030年实现批量交付及产业初步规模;重点发展半固态电池量产和全固态电池研发、干法工艺、电解质膜制备、高比能正负极等关键技术和工艺;辅以产业支持、金融、资金与机制等保障措施。 |
| 2025年2月 | 上海市相关部门 | 《新型储能示范引领创新发展工作方案》 | 计划到2030年建成覆盖固态电池上下游的完整产业链,通过税收优惠、研发补贴等政策构建产业生态。 |
| 2025年2月 | 工信部等八部门 | 《新型储能制造业高质量发展行动方案》 | 将固态电池列为重点攻关方向,支持锂电池、钠电池向固态化发展,提出2027年前打造3-5家全球龙头企业。 |
资料来源:中国政府,观研天下数据中心整理(cyy)
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