1、固态电池相关定义、特点
固态锂电池相比液态锂电池，改进的部分主要是固态电解质替代电解液。根据液态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类，电池可细分为液态性能（25％）、半固态（5%-10%）、准固态（0%-5%）和全固态（0%）四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。固态电池电解质主要选用氧化物、硫化物、聚合物，电解质以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜。负极从石墨体系升级到了预锂化的硅基负极或者锂金属负极，正极从高镍升级到超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极，能量密度可达500Wh/kg以上。当前半固态锂电池已量产，准固态电池在小试中，预计2024年下半年量产，全固态预计2027年之后量产。
半固态/准固态/全固态对比
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种类 |
定义 |
变化 |
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半固态 |
液体电解质质量百分比<10% |
减少液态电解质的用量，增加氧化物和聚合物的复合电解质 电解质：氧化物主要以隔膜涂覆和正负极包覆形式添加，聚合物以框架网络形式填充 负极：从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极 正极：从高镍升级到了高镍+高电压、富锂锰基等正极 隔膜：仍保留并涂覆固态电解质涂层锂盐：从六氟磷酸锂升级为LiTFSI |
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准固态/类固态 |
液体电解质质量百分比<5% |
|
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全固态 |
不含有任何液体电解质 |
选用氧化物、硫化物、聚合物等作为固态电解质，以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜的作用负极：从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极正极：从高镍升级到超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极 |
资料来源：观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国固态电池行业现状深度分析与发展前景预测报告（2025-2032年）》显示，电池能量密度的提升核心取决于对正负极活性材料的选择，理论上要选择更高比容量的活性物质，但由于液态电解质电化学窗口较窄，高压高比容量的正极材料存在不稳定性，锂金属负极容易形成锂枝晶刺穿隔膜，形成电池短路造成安全隐患。当前液态高镍三元锂离子电芯能量密度理论极限或在350Wh/kg左右，在现有材料体系下，能量密度提升难有较大突破。
电池能量密度指标对比
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材料 |
理论克容量（mAhlg) |
首次效率 |
电压平台 |
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正极 |
|||
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磷酸铁锂 |
170 |
295% |
3.2-3.6V |
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钴酸锂 |
274 |
290% |
2.75-4.3V |
|
锰酸锂 |
148 |
290% |
3.0-4.3V |
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三元NCM |
274 |
282% |
3.6-4.2V |
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三元NCA |
279 |
286% |
2.7-4.2V |
|
富锂锰基 |
300 |
280% |
2-4.8V |
|
负极 |
|||
|
石墨 |
372 |
90% |
0.2V |
|
硅基 |
3580-4200 |
60-92% |
0.3-0.5V |
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锂金属 |
3860 |
- |
- |
资料来源：观研天下数据中心整理
由于固态电解质电化学窗口更宽（>5V），可以兼具更高电势和更低还原电位的正负极材料，适配硅基、锂金属负极等材料（硅基负极理论容量高达3580mAh/g，远高于石墨负极的372mAh/g）。同时，固态电池结构更加简单，电芯内部可实现先串联后封装，减少封装材料的使用，在相同体积下，电池能量密度进一步提升，全固态电池能量密度有望达到500Wh/kg以上。
传统锂离子电池与固态电池的特征比较
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电池奏型 |
能量密度 |
基本特征 |
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传统锂离子电池 |
200-300Wh/kg |
由正极材料（锂钴氧、磷酸铁锂系、锂镍氧、三元素系等）、负极材料（石墨）、电解液、隔膜、容器等组成 |
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全固态电池（一代） |
>260Wh/kg |
电解液和隔膜替换为固态电解质，正负极不变 |
|
全周态电池（二代） |
>400Wh/kg |
电解液和隔腰替换为固态电解质。负极材料替换为锂金属负极材料，甚至不用锂金属的负极材料 |
|
全固态电池（三代） |
>500Wh/kg |
电解波和隔膜替换固态电解质，负极材料用锂金属材料，正极替换为克容量更高的材料 |
资料来源：观研天下数据中心整理
2、固态电池行业现状及趋势分析
国内目前有多家厂商涉足固态电解质的生产领域 ， 多数厂商专注于氧化物和硫化物路线 。其中，一些电池企业如清陶能源和赣锋锂业，采取了一体化的布局策略，涵盖了从研发到生产的全过程。同时，还有蓝固新能源和天目先导这样的初创公司，它们通过与固态电池领域的领先企业建立紧密合作关系迅速崛起。此外，还有专注于正负极材料生产的企业，例如当升科技、容百科技、璞泰来和贝特瑞。上海洗霸、金龙羽和奥克股份，通过与科研团队的合作，成功实现了从其他领域向固态电解质生产的转型。目前，多数固态电解质厂商专注于氧化物和硫化物路线，其中，氧化物电解质中 LATP 和 LLZO 竞争力较强，同时，部分厂商会研究聚合物或者尝试复合多种材料。
固态电解质公司产业进展对比
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企业名称 |
产品 |
备注 |
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电解质 |
宁德时代 |
硫化物 |
性能：已建立起10Ah级别的验证平台 |
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清陶能源 |
氧化物：LLZOLLTO |
性能：能量密度高达320Wh/kg和850Wh/L，能循环使用1000次量产：可以通过流延成型、薄膜制备等方法制备出全固态电解质膜。实现了对LZO以及LLTO陶瓷粉体、复合正负极等材料的量产，并且可以生产制备不同类型的离子导体复合隔膜等 |
|
|
卤化物：Li2ZrCl。 |
性能：室温离子电导率>4mS/cm，耐压性>=4.65V成本：低于10w/t量产：具备批量化制备能力 |
||
|
聚合物 |
性能：复合后电导率〉1mS/cm膜厚度20-40um可调 |
||
|
中科固能 |
硫化物 |
量产：在建百吨级产线长期规划万吨级 |
|
|
三祥新材 |
LLZOLLZTOLALZO |
性能：表现出了良好的电化学性能，具有可靠的安全性和低成本优势商业化：已向部分企业送样，并达到使用要求 |
|
|
上海洗霸 |
LLZTO+PAN |
性能：有效均匀锂沉积，实现锂金属电池在2C下稳定循环1000次，容量保持81%。 |
|
|
赣锋锂业 |
硫化物：FL-LGPSFL-LPSCFL-LPS314FL-LPS7311氧化物：NASICONGarnet |
性能：离子电导率水平达到目前行业最高等级量产：达到行业领军水平。 |
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|
宝丽迪 |
COFs共价有机材料 |
量产：目前已实现COFs产品量产商业化：正在做相关领域的验证及推广 |
|
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蓝固新能源 |
LLTOLLZOLATP |
量产：具备年产56500吨各类电解质材料的综合产能 |
|
|
当升科技 |
氧化物：LATP硫化物、聚合物 |
商业化：已与赣锋锂电、卫蓝新能源、清陶、辉能等固态电池客户建立了紧密战略合作关系，相关固态锂电产品已实现批量出货。 |
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|
厦钨新能 |
氧化物：LLZOLATP卤化物和硫化物 |
性能：通过结构改善，成功开发出第二代低残碱、高比表的锂镧锆氧LLZO量产：卤化物和硫化物均实现初期量产 |
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|
奥克股份 |
PEO聚环氧乙烷 |
尚处于应用开发阶段 |
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恩捷股份 |
硫化物：LPSC |
性能：离子电导率超10mS/cm，有效提高电池性能量产：已完成实验室技术定型，可以小批量制备8cm*10cm超薄独立支撑电解质膜片。湖南恩捷固态用高纯硫化锂产品已完成小试吨级年产能建设和运行，并搭建完成百吨级硫化锂中试生产线，处于送样阶 |
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|
贝特瑞 |
纳米无机固态电解质：SSE聚合物：BEP氧化物：BEO、LATP硫化物：BSS |
量产：LATP已开始吨级出货，实现了商业化生产。 |
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|
容百科技 |
硫化物、氧化物、卤化物 |
量产：硫化锂中试线于今年完成，从2025年开始推进批量生产体系建设。 |
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|
璞泰来 |
LATPLLZO |
性能：离子电导率达到10-3s/cm，粒度可控量产：在四川基地建成了年产200吨固态电解质中试产线 |
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添加剂 |
瑞泰新材 |
LiTFSILiDFOBLiCF3S03 |
量产：产能共计487.5吨 |
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多氟多 |
LiPF6LiFSINaPF6 |
量产：今年计划建成2000吨产能，预计出货千吨左右 |
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华盛锂电 |
LiFSILiDFOB |
量产：已形成小批量量产或技术储备商业化：新型锂盐产品的推广能够与公司现有传统添加剂产生协同效应 |
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上游材料 |
东方锆业 |
高纯超细二氧化锆产品 |
性能：预计可应用于固态电池中的LLZO、LLZTO等电解质商业化：目前处于提供样品供固态电池材料厂家研发阶段量产：年产能约为1500吨 |
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凯盛新材 |
LIFSI |
商业化：已向下游潜在客户送样，质量取得好评量产：公司10000吨/年LiFSI项目目前尚处于建设期 |
|
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设备 |
利元亨 |
干法电极核心装备具备生产固态电池整线装备研发与制造能力 |
2021年12月，利元享与清陶能源签订了4份涵盖从制片段到化成分容检测段的固态电池产线设备购销合同。从2023年年中开始，交付给清陶能源的产线已进入量产状态。目前，公司与广汽埃安建立了战略合作关系并共建联合创新实验室。 |
资料来源：观研天下数据中心整理
在全固态电池实现规模化量产之前，半固态电池的渐进式路线将率先走向商业化。由于短期内材料与成本依然较高，预计车规领域一些高端或特定需求的电动车型会接受一定溢价，搭载（半）固态电池，到 2030 年动力电池中固态电池渗透率达到 10%，其中主要为半固态电池；而在消费电子、航空航天等领域，下游市场对价格的敏感度较低，能够包容较高的新技术溢价，因此预计固态电池的渗透率提升将快于车用市场，2030 年固态电池渗透率达到 20%，其中全固态电池渗透率为10%。因此，预计 2030 年全球固态电池出货量将达到 396GWh，其中全固态电池出货量超85GWh。
全球固态电池出货量预测（单位：GWh）
| / |
2023 |
2024E |
2025E |
2026E |
2027E |
2028E |
2029E |
2030E |
|
动力电池出货量 |
865 |
1202 |
1574 |
2078 |
2521 |
2943 |
3361 |
3738 |
|
固态电池渗透率 |
0.1% |
0.7% |
1.5% |
2.5% |
4.1% |
6.5% |
8.0% |
10.0% |
|
固态电池出货量 |
0.8 |
8.5 |
23.6 |
52.0 |
103.4 |
191.3 |
268.9 |
373.8 |
|
yoy |
- |
963% |
178% |
120% |
99% |
85% |
41% |
39% |
|
其中：半固态 |
0.8 |
8.5 |
23.6 |
52.0 |
100.8 |
176.6 |
235.3 |
299.1 |
|
全固态 |
- | - | - | - |
2.5 |
14.7 |
33.6 |
74.8 |
|
3C+小动力 |
113 |
110 |
110 |
110 |
110 |
110 |
110 |
110 |
|
固态电池渗透率 |
0.5% |
1.0% |
2.0% |
4.0% |
10.0% |
15.0% |
18.0% |
20.0% |
|
固态电池出货量 |
0.6 |
1.1 |
2.2 |
4.4 |
7.7 |
11.0 |
16.5 |
22.0 |
|
yoy |
- |
94% |
100% |
100% |
75% |
43% |
50% |
33% |
|
其中：半固态 |
0.6 |
1.1 |
2.2 |
4.4 |
6.6 |
8.8 |
11.0 |
11.0 |
|
全固态 |
- | - | - | - |
1.1 |
2.2 |
5.5 |
11.0 |
|
固态电池出货量预测 |
1.4 |
9.6 |
25.8 |
56.4 |
111.1 |
202.3 |
285.4 |
395.8 |
|
yoy |
- |
603% |
169% |
118% |
97% |
82% |
41% |
39% |
|
其中：半固态 |
1.4 |
9.6 |
25.8 |
56.4 |
107.4 |
185.4 |
246.3 |
310.1 |
资料来源：观研天下数据中心整理(zppeng)
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