2020年起，我国首次将固态电池列入行业重点发展对象并提出加快研发和产业化进程，2023年进一步提出加强固态电池标准体系研究，目前尚未出台补贴政策，仍以市场驱动为主。

固态电池技术目前仍处在成熟技术到产业化的过渡阶段，即技术推广与规模化生产验证阶段。

【资料图】

固态电池技术商业化时间表:

资料来源：前瞻产业研究院

固态电池行业概览

锂离子电池及相关产品的制造技术属于我国优先发展的技术领域。近年来，我国出台了一系列政策规划以推动锂离子电池制造水平的进步以及技术的发展。

固态电池作为新型锂离子电池，其能效更加符合我国对于锂离子电池的期望，其相关产品与技术的发展也受到了我国锂电池相关政策的深刻影响。

现有的液态锂电池存在易挥发、易燃、锂枝晶刺穿隔膜造成短路起火等缺陷，安全性问题难以解决，自燃事件时有发生，同时能量密度也接近天花板。

固态锂电池采用固体电解质替代传统电解液体系和隔膜，有望显著提升电池安全性、能量密度和使用寿命，被公认为是下一代锂电池技术。

固态电池结构：

固态电池的制造过程分为三个步骤:电极和电解质膜的生产、电芯组装和电芯后处理。

现有研究表明，20%到60%的最先进的液态锂电池制造工艺可以直接应用到固态锂电池制造，但不同类型电解质适配不同类型电池结构，因此核心工艺和未来研发方向也有所差别。

目前，全固态电池制造的核心在于：固体电解质的成膜工艺以及大尺寸全固态电池的集成工艺。

固态电池成本高于液态电池，主要体现在固态电解质和正负极。

固态电解质目前难以轻薄化，用到的部分稀有金属原材料价格较高，氧化物电解质含锆、硫化物电解质含锗，叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟，铜锂复合带价格1万元/kg，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。

固态电池技术发展和应用预计将呈现梯次渗透趋势。预计液态电池到固态电池的技术迭代路径大致遵循“固态电解质→新型负极→新型正极”顺序。

阶段一：引入固态电解质，保留少量电解液，正负极仍为三元+石墨/硅负极，并采用负极预锂化等技术提高能量密度；

阶段二：用固态电解质逐步至完全取代电解液，用金属锂取代石墨/硅负极，正极仍为三元材料；

阶段三：逐渐减薄固态电解质的厚度，并用硫化物/镍锰酸锂/富锂锰基等材料取代正极。

固态电池技术路线

固态锂电池可分为三种路线，优劣势各异。

根据所用固态电解质不同，固态电池又可分为聚合物固态电池、硫化物固态电池、氧化物固态电池。

聚合物电解质主要由聚合物基体与锂盐构成，具有高温时离子电导率高、易于加工、电解质/电极的界面阻抗可控等优点，是最早产业化的技术路线。其主要缺点在于低温时离子电导率低。

氧化物电解质室温电导率相对较高、电化学稳定性好、循环性能良好，但电解质与正负极材料界面接触差导致界面阻抗高。

硫化物电解质的室温电导率最高，但电解质与电极材料界面稳定性较差，电解质易氧化。

半固态电池：抢占下一代锂电技术制高点

全固态电池工艺并不成熟，仍处于实验室研发阶段，而半固态电池已经进入量产阶段。

当前国内短期聚焦于更具兼容性、经济性的聚合物+氧化物的半固态路线，2020年实现首次装车突破，但能量密度在260Wh/kg水平，性能提升有限，2023年实现360Wh/kg+装车发布，成为产业化元年，2024年有望实现规模放量。

半固态电池通过减少液态电解质含量、增加固态电解质涂覆，兼具安全性、能量密度和经济性，率先进入量产阶段。

半固态电池兼容现有工艺设备，对产业链冲击较小，减少电解液用量，使用聚合物+氧化物复合电解质，仍保留隔膜结构，负极升级为预锂化的硅基等材料，正极升级为高镍高电压、超高镍等材料，能量密度可达350Wh/kg以上。

初步预计到2025年，固态电池技术将实现商业化，并开始逐渐向下一代锂电池（锂-金属/锂-空气/锂硫）迈进。

液态——半固态——准固态——全固态电池的发展路径:

固态电池制备工艺

固态/半固态电池开发、制备工艺挑战大，不仅涉及材料创新同时也涉及到生产工艺革新。

电解质膜：有涂覆、压实等多种技术路线，需要基膜、固态电解质及电芯企业密切配合开发，目前业内没有对外供应的企业。

负极：硅碳、金属锂基负极是高比能电池必选，产业化应用尚不成熟，技术门槛高。

正极：高镍三元材料已可批量生产，但固态电解质纳米化包覆还存在较多技术壁垒。

辅材：电芯制备还需要大量的导电添加剂、粘结剂、分散剂等辅材，选材及用量都需要进行大量的实验摸索才能确定，knowhow较多。

集流体：可以实现内部串联，涉及到双面集流体的工艺，但是卷对卷工艺和电池组装工艺没有太大变化；生产工艺：干法电极、切叠一体是新方向。

固态电池产业链

固态电池产业链与液态锂电池大致相似，两者主要的区别在于中上游的负极材料和电解质不同，在正极方面几乎一致，若完全发展至全固态电池，隔膜也完全被替换。

固态电池产业链主要变化在中游电解质和负极材料。与液态锂电池大致相似，区别在于中上游的负极材料和电解质不同，若发展至全固态电池，隔膜可能也完全被替换。

电解质为固态电池的核心，其中氧化物进展较快，硫化物发展潜力大。

固态电池产业链：

固态电池市场竞争格局

固态电池市场布局方面来看，全球多家企业布局，日韩企业相对领先，国内部分企业也拥有核心技术。

丰田、松下、三星、LG化学、美国Solid Power公司等选择了硫化物固态电解质路线。其中丰田是是全球拥有固态电池相关专利数量最多的企业。

欧洲在聚合物电池领域布局较早，但产业化进展在较慢，法国博洛雷集团在聚合物固态电池领域起步较早，也是首个实现聚合物电解质固态电池商业化的公司。

国内氧化物路线发展较快，卫蓝新能源是中科院物理所固态电池技术产业化的平台，其主要基于原位固化技术，聚焦氧化物与聚合物电解质复合的混合固液和全固态锂电池。

清陶能源技术源于清华大学南策文院士团队，主要聚焦氧化物固态电解质和固态电池的开发。

2022年开始，国内部分车企开始搭载半固态电池，如蔚来发布ET7、东风发布E70、岚图发布追风等搭半固态电池的车型，半固态电池作为固态电池的过渡路线有望率先实现产业化。

车企绑定电池厂，提前布局固态电池技术，海外车企处于领先地位。

海外车企为卡位下一代电池技术，纷纷入局，其中日系车企布局较早，受政策驱动，携手电池企业共同研发，欧美车企则通过投资初创企业进行布局。

国内车企同样积极合作固态电池新秀，如蔚来合作卫蓝新能源，北汽、上汽、广汽投资清陶能源等。

22~2023年有一批领先的半固态电池企业逐渐发布车规级电池，例如在2022年蔚来发布ET7，东风发布E70，岚图发布追风等搭载半固态电池的车型。

蔚来绑定电池企业为辉能科技和卫蓝新能源，2019年8月与辉能科技签署战略合作协议，共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车，就固态电池生产应用展开进一步合作。2021年发布首款新车产品ET7，将使用150kWh电池包（固态电池），能量密度可达360Wh/kg。

东风汽车自产+绑定赣锋锂业,2018年成立固态电池项目组，2019年7月完成首代固态电池系统开发。正在研发第二代固态电池，搭载整车续航里程可达1000公里以上，预计2024年上半年可实现量产搭载。

车企入局为固态电池企业提供了资金、技术、客户多重保障，有助于推进固态电池商业化进程。

固态电池技术发展路线：

资料来源：《固态电池的开发现状及应用思考》，中科院物理所，

半固态电池技术领先厂商主要包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能，赣锋锂业、孚能科技、国轩高科等；

超高镍正极厂商包括容百科技、当升科技注厦钨新能等。

产业进度领先的硅基负极厂商包括贝特瑞、翔丰华等。

固态电解质厂商主要有驱体的东方锆业、三祥新材、云南锗业、驰宏锌锗，电解质的奥克股份、上海洗霸、金龙羽、瑞泰新材等。

我国直接针对固态电池行业的相关政策较少，对固态电池行业影响较大的政策主要围绕“推动锂电池行业的发展”以及“促进新能源汽车动力电池升级”这两方面展开。相关政策通过制定产业规划、规范行业标准、修改补贴制度等方式，间接地对固态电池行业施加影响。

未来锂离子电池市场的格局会呈现不同性能产品的分化，能量密度高、安全性好、售价也较贵的固态电池产品会从高端应用市场开始商业化，例如从对高性能电池需求迫切的无人机、医用等领域开始应用，逐步进入动力电池和消费电子领域。

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