一、固态电池的定义与技术特征

固态电池是一种以固态电解质替代传统液态电解质及隔膜的新型电池技术，通过根本性改变电池内部核心组件，实现了安全性与能量密度的双重突破。与液态锂离子电池相比，其结构差异主要体现在三个方面：一是电解质形态从液态转变为固态，彻底消除了电解液泄漏风险；二是电极与电解质界面从固 - 液接触变为固 - 固接触，对材料兼容性提出更高要求；三是省去传统隔膜，通过致密固态电解质本身实现离子传导与物理隔离的双重功能。

根据电池内部液体含量比例，固态电池可划分为三个技术阶段：液体含量 5%-10% 的半固态电池、低于 5% 的准固态电池，以及完全不含液体的全固态电池。目前行业发展正处于从半固态向全固态过渡的关键期，其中全固态电池被视为终极形态，也是各厂商研发的核心目标。

固态电池的核心优势体现在两大维度：在安全性方面，固态电解质初始放热温度普遍超过 200 ℃，且具有不可燃特性，可有效避免液态电池在 90-120 ℃区间因 SEI 膜分解引发的热失控连锁反应，同时，致密的固态电解质能阻挡锂枝晶穿刺，将短路风险降低 80% 以上；在能量密度方面，摆脱液态电解液限制后，电池能量密度可突破 500Wh/kg，较当前液态电池 300Wh/kg 的理论上限提升 67%，为电动汽车续航突破 1000 公里提供核心支撑。

但该技术仍存在明显瓶颈：一是离子电导率问题，除硫化物外，多数固态电解质常温电导率远低于液态电解液，影响快充性能；二是界面阻抗难题，固 - 固接触导致的界面电阻占电池总电阻的 60% 以上，加剧循环过程中的性能衰减；三是成本高企，硫化物电解质所需的锗、氧化物所需的锆等稀有金属材料，以及干法电极等新工艺设备，使当前固态电池成本达到液态电池的 3-5 倍。

二、可行技术路线与主流方向

固态电池根据电解质材料不同可分为四大技术路线，各路线在性能指标与产业化难度上呈现显著差异：

聚合物固态电池以 PEO、PVDF 等高分子材料为电解质，其优势在于易加工性和与现有产线的兼容性，材料成本仅为硫化物的 1/5。但常温下离子电导率极低，需在 65 ℃以上环境才能发挥性能，且化学稳定性较差，难以匹配高电压正极材料，目前主要应用于消费电子等低功率场景，占固态电池研发投入的 15% 左右。

氧化物固态电池包括 LLZO、LATP 等体系，具有 1000 ℃以上的热稳定性和良好的化学稳定性，离子电导率可达 10-4 S/cm。但材料刚性强导致界面接触不良，需通过纳米化处理改善接触，制备成本较高。国内比亚迪采用氧化物与硫化物双路线并行策略，其刀片固态电池通过 " 超级磷铁 " 体系实现 600Wh/L 的体积能量密度，计划 2026 年建成 30GWh 生产基地。

卤化物固态电池以 LiI、Li ₃ YCl ₆等为代表，离子电导率可达 10-3S/cm，且成本潜力较大。但存在还原电位低（无法匹配金属锂负极）和耐潮性差的问题，目前处于实验室研发阶段，仅有美国 ION 等少数公司布局，预计 2028 年实现 500MWh 产能。

硫化物固态电池被公认为最具商业化潜力的路线，其核心优势体现在：一是离子电导率突出，LGPS 等材料常温电导率已达 10-2S/cm，超越部分液态电解液；二是界面相容性好，材料柔韧性使其与电极接触面积比氧化物高 3-5 倍；三是加工性能优异，可通过辊压实现薄化处理，适应规模化生产。目前全球 70% 的头部企业选择硫化物路线，包括宁德时代、丰田、三星 SDI 等，构成固态电池产业化的主力军。

技术路线的选择直接影响产业链布局：硫化物路线带动硫化锂、锗资源需求，氧化物路线推高锆、钛材料用量，而聚合物路线更依赖现有锂电材料体系。这种差异导致不同地区形成特色发展路径——日本专注硫化物，中国兼顾硫化物与氧化物，美国则在氧化物领域加大投入。

三、全球商业化进程与最新进展

固态电池商业化正从技术研发向量产落地加速迈进，呈现出 " 政策驱动、电池厂领跑、车企跟进 " 的协同发展态势。

政策层面，中国从国家战略高度推动固态电池发展：2020 年首次将其研发纳入国家计划，2023 年启动标准体系建设，2025 年 3 月明确提出建立全固态电池标准体系，形成 " 研发 - 标准 - 产业化 " 的政策闭环。欧盟通过《电池与蓄电池法规》要求 2030 年动力电池能量密度达到 500Wh/kg，间接推动固态技术研发。

电池厂商方面，其进展迅猛。宁德时代 2025 年 5 月投产全球首条 5GWh 全固态产线，采用硫化物 + 卤化物复合体系，计划 2027 年实现 500Wh/kg 能量密度的小规模量产；国轩高科发布的 " 金石 " 全固态电池，通过高精密涂布技术实现 90% 良品率，首条 0.2GWh 实验线已贯通并启动装车测试；亿纬锂能的百兆瓦时中试线将于 2025 年投用，2026 年推出全固态产品；孚能科技第二代半固态电池（330Wh/kg）已完成车规认证，2025 年量产在即。

在车企端，量产在即。上汽集团计划 2025 年底在 MG4 车型量产半固态电池，能量密度超 400Wh/kg；长安汽车 " 金钟罩 " 全固态电池将于 2025 年底首发装车，2027 年进入量产阶段；奇瑞汽车提出 2026 年全固态电池上车、续航超 1500 公里的目标；国际品牌中，丰田计划 2026 年小批量生产硫化物固态电池，实现 10 分钟快充和 1200 公里续航；宝马 2025 年 5 月启动全固态电池路测，奔驰则预计 2030 年实现量产。

从时间节点看，行业形成清晰的产业化路径：2025-2026 年为装车测试期，主要验证电池在实际工况下的性能；2027-2029 年进入小批量量产阶段，针对高端车型配套；2030 年之后迎来大规模量产，成本降至与液态电池接近水平。东吴证券预测，全固态电池出货量将从 2027 年的 1GWh 增长至 2030 年的 100GWh，2035 年更是有望突破 3000GWh，形成万亿级市场规模。

四、市场空间与成本下降路径

固态电池的市场空间将随技术成熟度和成本下降呈现爆发式增长，其商业价值不仅体现在动力电池领域，更将重塑整个储能产业链。

从市场规模看，按 2030 年 100GWh 出货量和 0.8 元 /Wh 的价格测算，届时全固态电池市场空间将达 800 亿元，带动上游材料形成庞大需求：需要高镍三元正极材料 18 万吨、硅碳负极 7.5 万吨、固态电解质 7 万吨、碳纳米管 0.3 万吨。细分领域中，固态电解质市场规模将达 175 亿元，硫化锂等关键原料需求达 3 万吨。若按乐观预测，2035 年全球固态电池市场规模将突破 2.1 万亿元，成为新能源产业的核心增长极。

成本下降是商业化的关键前提，目前硫化物电解质价格高达千万元 / 吨，通过三条路径有望实现成本优化：一是规模化生产，当产能从 1GWh 提升至 100GWh 时，单位固定成本可下降 70%；二是材料创新，用低成本元素替代锗等稀有金属，如中国科学院团队研发的无锗硫化物电解质，可降低原材料成本 40%；三是工艺革新，干法电极省去溶剂回收环节，较湿法工艺降低 30% 能耗和 20% 设备投资。东吴证券测算，到 2030 年全固态电池成本可降至 0.68 元 /Wh，接近当前液态电池水平，具备大规模替代条件。

应用场景将从高端向大众逐步渗透：初期（2027-2030 年）主要配套 20-50 万元的中高端车型，如蔚来、小鹏等新势力品牌；中期（2030-2035 年）覆盖 10-20 万元主流车型，与液态电池形成竞争；长期将拓展至储能、无人机、机器人等领域。特别在储能领域，固态电池的长循环寿命（预计达 3000 次以上）和高安全性，有望替代当前液流电池和铅酸电池，成为电网储能的优选方案。

五、产业链布局与投资机会

固态电池产业链呈现 " 设备先行、材料跟紧、整机落地 " 的发展节奏，各环节都孕育着结构性机会。

核心材料领域，固态电解质是价值核心，硫化物路线的 LGPS 等材料需求最为迫切，国内清陶能源、卫蓝新能源已实现公斤级量产；正极材料向高镍化（NCM811 及以上）和无钴化发展，贝特瑞推出的 GUARD 全固态材料体系，覆盖正极、负极、电解质三大核心环节；负极材料则从石墨向硅碳复合方向升级，硅含量提升至 30% 以上可使容量提升 2 倍以上。

生产设备迎来更新换代，干法电极设备是关键突破口，纳科诺尔与清研电子合资开发的干法辊压设备，价值量达 2000-3000 万元 /GWh，是传统湿法设备的 3-4 倍；前端物料处理系统同样重要，灵鸽科技已获得头部电池厂商的硫化物固相混料系统订单，这类设备在固态产线中的价值量达 2000 万元 /GWh；等静压设备用于改善电解质致密度，将成为全固态产线的标配。

电池制造环节，头部企业加速扩产，宁德时代合肥基地 5GWh 产线投产，国轩高科 0.2GWh 实验线贯通，比亚迪重庆试产线启动，形成 " 量产线 + 中试线 + 实验室 " 的梯次布局。车企与电池厂的合作模式从采购转向联合研发，如蔚来与卫蓝新能源共建固态电池实验室，宝马入股 Solid Power，这种深度绑定有助于加快技术落地。

但是固态电池产业化仍面临多重挑战：技术上，界面阻抗控制和长期循环稳定性（目前多数产品循环次数不足 1000 次）有待突破；工艺上，固 - 固界面修饰、超薄电解质制备等难题尚未完全解决；标准上，全固态电池的测试方法和安全规范仍需统一。如果无法取得突破，将会较大影响量产进度，不利于固态电池行情的演绎。

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