固態電池結構、優勢、技術與產業進展如何？

固態電池安全性和能量密度優勢突出，突破現有液態電池瓶頸。

固態電池指的是鋰電池中采用固態電解質的電池。電池中電解質的主要作用是傳輸鋰離子，同時隔絕電 子的通過。在充放電過程中，鋰離子在不同電位下表現為穿過電解質和隔膜對正極和負極的嵌入/脫嵌 的趨勢來實現能量的存儲和釋放。固態電池采用固態的電解質替換了傳統的液態電解質，作為傳輸鋰離 子的介質，固態電池和傳統液態電池具有相同的電化學原理。

固態電池可提升電池安全性。當前電池的安全問題主要集中在電解液的易燃、泄露等問題。液態電解液 的主要成分為可燃燒的有機物碳酸酯類，一般包括 EC、PC、DMC 等，在較高溫度會發生熱失控，碳酸 酯類電解液的燃點通常較低，在小于 200℃下很容易發生燃燒，電池在發生碰撞、使用老化等情況下， 液態電解質體系的隔膜將會被機械外力或者鋰枝晶刺穿，導致電池短路熱失控，電解液發生泄露、燃燒。 由于固態電解質的燃點高、固態電解質不流動，因此固態電解質有著穿刺不起火、不泄露電解質、不燃 燒的優勢，固態電解質可從根本上解決電解液帶來的安全性問題，大幅提升電池安全性。 固態電池在能量密度可超 500+Wh/kg，遠超液態極限。固態電解質替換了傳統的電解液和傳統隔膜， 可以使電芯更加輕薄。因此在相同質量的電池中，可以放入更多的活性電極材料，固態電池能量密度可 以突破當前的液態電池極限（300Wh/kg），已有企業制成能量密度 500+Wh/kg 的電池樣品，固態電 池的應用有望大幅提升電動的續航水平并降低充電頻率。 當前固態電池在快充方面有一定缺陷，但有著明確的優化路徑。固態電解質和電極間是固-固接觸界面， 容易產生接觸不良、電池阻抗不均勻、界面反應不均勻的情況，當前在固態電池技術中采用加壓、納米 化分散等工藝可以有效改良這種界面問題，技術突破路徑較為明晰，未來固態電池的快充性能有望得到 提升。

電池安全將成為未來電池發展的的重點方向。近期發布的 GB38031-2025《電動汽車用動力蓄電池安全 要求》強調電動汽車電池的安全性。新國標將于 2026 年 7 月正式實施。新國標首次將―不起火、不爆炸‖ 設為強制要求。傳統鋰離子電池由于有電解液問題，較難滿足規定，下一代更加安全的電池技術落地迫 在眉睫。應用固態電解質可以更好地滿足新國標對于安全性的要求。 國家層面資金扶持，加速行業發展。工信部和財政部牽頭，或投入 60 億元鼓勵全固態電池相關技術研 發，有望顯著加速固態電池行業發展進程，刺激材料和設備放量。 動力電池市場規模逐年快速攀升。根據 EVTank，2024 年全球鋰離子電池出貨達 1545.1GWh，其中動 力電池 1051.2GWh。根據中汽協乘聯會，2025 年第一季度中國新能源車的產量和銷量分別為 318.2 萬 輛和 307.5 萬輛，同比分別增長 50.4%和 47.1%，依舊保持較快增長。固態電池技術符合新能源汽車對 于長續航、高安全性的需求，潛在市場空間巨大。

低空經濟的發展將明顯帶動固態電池需求。低空經濟 2024 年首次寫入政府工作報告，明確為―新增長引 擎‖；全國超 20 省份或地市積極響應，發布低空經濟三年行動方案。當前傳統液態電池不能滿足低空裝 備的能量密度和安全性。低空經濟對飛行器的能量密度和安全性要求進一步提升，有力促進固態電池的 產業化進程。

人形機器人發展或助推固態電池需求。人形機器人發展面臨的關鍵瓶頸是―充電一小時，工作兩小時‖的 續航困境。傳統鋰電池受限于能量密度和安全性，難以滿足需求，而固態電池因具備高能量密度、高安 全性及長壽命等優勢，被視為突破續航難題的終極解決方案。根據 EVTank《中國人形機器人行業發展 白皮書（2025 年）》，預計 2025 年人形機器人用鋰電池的市場規模將超過 1 億元。隨著人形機器人在 工業領域、服務和家庭領域等多場景應用的加深，2035 年將同步帶動人形機器人用鋰電池出貨量達到 72GWh，市場規模達到 360 億元。

固態電池包括全固態電池和半固態電池，半固態過渡，全固態是終極目標。固態電池分為：半固態、準 固態和全固態，它們的液體含量分別是 5-10wt%、0-5wt%、0wt%（液態為 25wt%）。半固態電池是在 固態電解質材料的基礎上補加液態電解質來改良離子傳輸性能，是介于液態電池和固態電池的過渡技術； 全固態電池是不含有任何液態電解質成分的固態電池，是未來固態電池體系終極的目標，由于當前全固 態電池還存在較多的技術瓶頸，半固態電池技術將率先落地；全固態電池技術當前正在集中技術突破和 中試線加速落地，未來將會有較大的增量機會。

技術瓶頸+成本高為固態電池現有瓶頸。1）固態電解質離子電導率低，當前的固態電解質路線離子電導 率為 10-8-10-3S/cm，遠低于傳統液態電解質的離子電導率（10-2S/cm）。2）固態電解質固-固接觸界面 性能較差，成為電池穩定性的一大問題。由于固態電解質和電極是采用固固接觸，因此在電池循環過程 中界面會出現應力損傷演化趨勢，導致電解質界面缺陷失效，界面阻抗增大。

電解質為液態和固態電池核心區別，正負極隔膜集流體等未來或均有變化。液態電池電解質采用液態電 解質，半固態目前主要采用聚合物+氧化物固態電解質外加液態電解質，全固態電池目前技術路線未定， 或采用聚合物、氧化物、鹵化物和硫化物固態電解質，其中，硫化物為當前認可度較高方向。隔膜方面， 液態和半固態電池隔膜均有保留，未來全固態電池或取消隔膜。負極方面，先從石墨負極到硅基負極， 最后到鋰金屬負極。正極材料方面，高鎳三元為半固態電池主流，未來全固態電池后，新型材料，富鋰 錳基、鎳錳酸鋰等或均有應用。集流體方面，泡沫銅作為三維多孔、均勻互聯的金屬材料，由于其制備 成本低、導電性好、高安全性、超充性能優異，有望成為半固態/固態鋰電池的負極集流體。同時，若 全固態電池使用硫化物電解質，由于硫化物易腐蝕銅集流體，或采用鎳基集流體。