为什么要坚定不移的推动固态电池研究发展和应用?

2025年底,各家主机厂都发布了已经实现目标和对2026年的计划;新能源汽车作为支撑当下经济的最大依仗,已经彻底成为继房地产之后的最大产业。

2026年主机厂计划

而作为车企研发的下一阶段方向,动力电池的重要性不言而喻,当下阶段,基于续航动力的不满足和电池安全的考虑,固态电池已经成为重中之重。而固态电池的重要性不仅仅在于汽车行业,同样对于储能、消费等行业有着重大影响。

一、固态电池的战略意义

固态电池通过固态电解质替代传统的液态电解质,从根本上解决锂离子的安全瓶颈和能量密度问题,实现电池安全和储能性能的双重飞跃;

1、能量革命

固态电池是新能源汽车续航突破1000公里、规模化储能成本下降的重要核心支撑,更是推动低空经济、人形机器人等新赛道发展的基石,对推动低碳社会、安全高效的能源体系发展具有重大意义;

2、产业升级

固态电池产业化将重塑电池产业链格局,尤其对于锂电格局,带动上游关键材料、中游专门设备、下游应用场景的全链条升级,催生新的市场,将锂电拉向新高度,促进电池行业的全新升级;

3、安全维度

固态电池不仅能够应用在汽车行业,而且也将促进工业应用和消费电子的全行业升级,除此之外同样适用于航空航天、特种车辆等军工领域,对于国防设备的稳定性起到良好的支撑作用,是军事安全的一大重要体现。

全固态电池产业竞争格局各国都在形成各自的发展特色:

日本: 凭借材料领域的深厚积累, 以丰田、松下为核心企业,主攻硫化物全固态路线, 累计布局核心专利超 1300 项, 计划 2027-2028 年实现量产装车, 目标占据全球高端市场主导地位。

韩国: 三星 SDI、 LG 新能源等企业聚焦硫化物与聚合物复合路线, 强化设备工艺创新与全球合作, 计划 2028 年前完成商业化布局,依托海外市场拓展竞争优势。

欧美: 以 QuantumScape、 Solid Power 等初创企业为代表,主攻氧化物与聚合物路线, 通过车企巨额投资加速技术转化, 美国政府拨款10亿欧元支持研发, 欧盟则以“绿色转型”为抓手推动区域协同。

中国: 产业起步稍晚但发展迅猛, 依托全球最完整的锂电产业链、庞大的市场需求与政策支持,形成“半固态先行、全固态跟进”的差异化路径。 截至 2025 年 10 月, 国内固态电池相关企业超过一万多家, 主要分布在广东 、江苏 、浙江等沿海地区。在技术路线上,半固态电池已实现量产装车, 全固态电池进入中试阶段。

主要国家固态电池战略布局

二、为什么要发展固态电池?

传统锂离子电池能领密度目前已经达到300wh/kg,理论上已经逼近极限,对于电动汽车续航超过1000km的商业化运作是达不到要求的;二是我国锂电池资源问题,在材料端上仍然对于外部的依存度过高,正极材料所需要的钴镍等资源主要来自进口,这也导致发展局限性;再是固态电池技术国外日本韩国企业占据先发优势,正在形成优势布局,如果不快速发展容易被卡脖子,对于整体产业发展具有极大风险。

但是,由于我国自身原因,发展固态电池也是势在必行的;最大的依仗在于:

1、市场优势:我国是全球最大的新能源汽车市场, 2025 年销量预计超过 1600 万辆, 同时储能、消费电子等市场需求持续增长, 为固态电池提供了丰富的应用场景与商业化验证机会;

2、产业优势:拥有全球最完善的锂电产业链, 正负极材料、 隔膜、 电解液等环节全球市场份额超 70%, 为固态电池产业化提供了坚实的产业基础与配套能力;

3、政策支撑:从国家到地方出台了很多的支持标准和体系工作,对于不同省份也有不同的发展规划,甚至不同省市根据自身条件建设基础产业园,发挥集群优势。

尽管如此,固态电池仍然存在发展上的挑战;

一是关键材料瓶颈, 硫化锂价格高达 200 万-300 万元/吨, 占电解质成本的 82%,高镍正极、硅基负极等材料的性能与成本有待优化; 二是技术瓶颈,固-固界面阻抗大 界面稳定性差等问题尚未完全解决,干法电极等静压等专用工艺的良率较低; 三是产业链协同不足,材料、装备、电芯制造等环节存在技术脱节,缺乏跨领域的协同创新机制。

根据不同时期发展规划和十五五末期统筹,未来3年作为产业突破期,规模达到百亿,新能源汽车和储能上得到初步应用;未来5年突破500亿产值,未来十年形成千亿规模。

三、产业链布局

1、区域布局

为了形成产业的碾压调试,根据我国地区产业基础与资源拥有量,国家对于整体统筹考虑,已形成多点支撑式发展规划;

长三角极: 以上海、江苏、安徽为核心,依托宁德时代、国轩高科、清陶能源等龙头企业,聚焦全固态电池研发与中试, 建设国家级创新平台与产业集群, 打造全球固态电池技术创新高地;

珠三角极:以广东为核心,依托比亚迪、亿纬锂能等企业,聚焦半固态电池规模化量产与下游应用场景拓展,重点发展新能源汽车、低空经济等配套产业,打造全球固态电池制造与应用高地;

环渤海极:以北京、天津、山东为核心,依托高校与科研院所的技术优势, 聚焦关键材料与基础研究, 建设固态电池材料研发与生产基地,打造全球固态电池材料创新高地。

多点支撑:在江西、湖南、内蒙古等资源富集地区,布局正极材料、锂金属负极等上游原材料生产基地;在四川 重庆等中西部地区、依托当地汽车产业基础,建设固态电池应用配套基地,形成东中西部协同发展的产业格局。

2、上下游布局

2.1上游:材料与设备环节

上游环节是固态电池产业发展的基础,决定了电池的性能、成本与安全性;固态电池材料体系与传统液态电池相比发生根本性变革核心材料包括固态电解质、高容量正负极材料、界面修饰材料等;

2.1.1材料端

(1)固态电解质

固态电池材料体系与传统液态电池相比发生根本性变革,核心材料包括固态电解质、高容量正负极材料、界面修饰材料等,;

氧化物电解质:具有本征安全性高、化学稳定性好、成本相对较低的优势, 是目前国内半固态电池产业化的主流选择。 核心瓶颈在于质地硬脆、界面接触差、室温离子电导率偏低。 

硫化物电解质:室温离子电导率高,是全固态电池的核心发展方向。核心瓶颈在于化学稳定性差、对水分敏感、制造成本高。 

聚合物电解质:具有加工性能好、柔韧性佳的优势, 适合柔性电子、可穿戴设备等特殊场景。核心瓶颈在于室温离子电导率低、耐氧化性差。

(2)正负极材料

正极材料:重点发展高镍三元材料、富锂锰基材料、磷酸锰铁锂材料。 高镍三元材料的容量可达200mAh/g 以上,是当前主流方向,需通过表面包覆、单晶化等技术提升循环稳定性;富锂锰基材料的容量可达 300mAh/g 以 上,是未来高能量密度电池的核心选择,需解决电压衰减、倍率性能差等问题;磷酸锰铁锂材料兼具安全性与高电压特性,需通过掺杂改性提升导电性。 

负极材料:重点发展硅基负极锂金属负极。硅基负极的理论容量高达 4200mAh/g,是石墨负极的10 倍以上,需通过纳米化、复合化等技术解决体积膨胀问题;锂金属负极的理论容量高达3860mAh/g,是全固态电池的终极选择,需解决锂枝晶生长、界面副反应等问题。 

界面修饰材料:固-固界面接触差、阻抗大是固态电池的核心技术瓶颈,界面修饰材料是解决该问题的关键。

2.1.2 设备端

固态电池制造工艺与传统液态电池相比发生根本性变革,需要开发干法电极制备设备、等静压设备、叠片设备等专用装备。

干法电极制备设备:干法电极工艺无需使用溶剂,是固态电池制造的核心工 艺,与传统湿法工艺相比,具有环保、高效 成本低等优势。 核心设备包括干法混料机、干法成膜机、辊压机等。 

等静压设备:等静压处理是提升固态电池界面接触性能的关键工艺,通过高压 作用使固态电解质与电极材料紧密接触,降低界面阻抗。核心设备包括冷等静压机、热等静压机等。

叠片设备:固态电池因电解质硬脆特性,无法采用传统卷绕工艺,需采用叠片工艺。核心设备包括高精度叠片机、电芯组装机等。

后段处理设备:固态电池后段工艺取消注液环节、 新增高压化成、密封检测等 环节。核心设备包括高压化成设备、气密性检测设备等。

2.2中游:电芯制造

中游环节是固态电池产业的核心, 连接上游材料与下游应用, 决定了电池的最终性能与制造成本。固态电池电芯制造工艺的核心是干法电极工艺、 叠片工艺、等静压工艺、高压化成工艺等。

叠片工艺创新:开发高精度、高速度的叠片机,提升叠片效率与定位精度; 优 化叠片工艺参数,减少电芯的内部应力,提升电池的循环寿命;推动叠片工艺的智能化升级,实现电芯尺寸的柔性生产。

等静压工艺创新:优化等静压的压力、温度、时间等参数,实现界面接触性能的精准调控;开发大型化、自动化的等静压设备,提升生产效率;推动等静压工艺与电芯组装工艺的无缝衔接,降低生产成本。

高压化成工艺创新:开发高压化成设备的压力与温度精准控制技术,提升电池的化成效率;优化化成工艺参数,实现电池的均匀化成,提升电池的一致性;推动高压化成工艺的智能化升级,实现电池性能的在线检测与筛选。

2.3 下游:应用

’(1)新能源汽车是固态电池最重要的应用场景,固态电池的高能量密度与高安全性,能够有效解决新能源汽车的续航焦虑与安全隐患。 

高端车型率先应用,推出搭载半固态电池的高端车型,续航里程突破1000 公里,打造市场标杆; 推动全固态电池在高端跑车、 豪华轿车等车型上的示范应用,提升品牌影响力;通过规模化生产与技术创新,降低固态电池成本;推广电池租赁模式,用户购车时无需购买电池,通过租赁方式使用固态电池,降低购车门槛;推动换电模式发展,建设固态电池换电站,实现电池快速更换,提升用户体验。

(2)储能电池的应用是固态电池高安全性、长循环寿命与宽温域性能的重要表现;

电网侧储能:推动固态电池在电网调峰调频、可再生能源配储等场景的应用, 提升电网的稳定性与可再生能源消纳能力;用户侧储能;开发工商业储能与家庭储能产品为工厂、商场、家庭等提供峰谷套利、应急电源等服务; 推动固态电池与屋顶光伏的一体化整合实现能源自给自足;数据中心备份电源:替代传统铅酸电池为数据中心提供高可靠性的备份电源服务,提升数据中心的安全性与节能水平。

(3)低空经济作为新兴应用培育的增长点,是固态电池高密度与安全性的表征之一;

eVTOL 领域:推动固态电池在载人eVTOL 上的应用,提升飞行器的续航里程与安全性;物流无人机领域:开发高能量密度的固态电池,提升物流无人机的续航里程与载重能力; 推动固态电池在城市群物流、偏远地区配送等场景的应用,建设无人机物流网络。

(4)消费电子是重要的场景化大批量应用领域,对于固态电池的需求极其旺盛;

智能手机与笔记本电脑:开发高能量密度的固态电池,提升手机与笔记本电脑 的续航时间; 推动固态电池在旗舰机型上的应用;可穿戴设备:开发柔性固态电池,适应手表、手环等可穿戴设备的形态需求;提升电池的柔韧性与耐用性;开发秒充技术,实现手机5分钟充电80%; 推动固态电池的微型 化与集成化, 提升消费电子产品的便携性。

(5)国防军工战略场景的应用,提升军事实力展现对外作战能力是重要的后勤保障体系;

固态电池在国防军工领域具有重要的战略价值,包括航空航天、单兵装备、 特种车辆、军用设备等领域,能够显著提升国防装备的机动性、隐蔽性与续航能力。



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