固态电池革命：从技术突破到商业化应用

固态电池革命：从技术突破到商业化应用

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证券时报网

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来源

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随着新能源汽车的快速发展，固态电池技术正逐渐成为行业关注的焦点。作为下一代电池技术的重要发展方向，固态电池以其高能量密度、高安全性等优势，有望彻底改变未来的能源存储方式。本文将从技术突破、商业化进展、企业竞争格局以及市场前景等多个维度，深入探讨这场即将到来的固态电池革命。

固态电池的核心优势在于其使用固态电解质替代了传统液态电解质，这一变革带来了多方面的性能提升。

能量密度大幅提升

固态电池的能量密度可以轻松达到350Wh/kg-400Wh/kg，远超传统液态锂电池的300Wh/kg上限。从材料和性能组合考虑，固态电池的能量密度极限可以达到1000Wh/L左右，换算成重量能量密度大约为500Wh/kg。这一突破将显著提升新能源汽车的续航能力。

安全性显著提高

固态电解质具有热稳定性强、不易燃的特点，大幅降低了电池自燃和爆炸的风险。同时，固态电解质的机械强度更高，能有效防止锂枝晶穿透导致短路，进一步提升了电池的安全性能。

快速充电能力

固态电池的电解质与锂金属负极反应平缓，支持快速的充电和放电。目前实验数据显示，固态电池可以在10分钟内完成充电，极大地提高了使用便利性。

低温性能优异

固态电池在低温环境下仍能保持稳定的性能。聚合物固态电池在-20℃时的放电容量保持率可达90%以上，而传统液态电池在相同温度下性能会显著下降。

尽管固态电池展现出巨大的潜力，但其商业化进程仍面临诸多挑战。

半固态电池率先量产

目前，市场上已有多家车企推出搭载半固态电池的车型。例如，智己汽车推出了搭载“准900V超快充固态电池”的L6车型，CLTC续航超过1000公里。广汽埃安的高端品牌昊铂也宣布将在2026年实现全固态电池的量产装车。

全固态电池尚需时日

全固态电池的商业化仍面临技术瓶颈。主要问题包括固态电解质的离子电导率低、固-固界面稳定性差以及金属锂负极的枝晶生长问题。这些因素导致全固态电池的充放电速度、容量保持率和循环寿命都受到一定影响。

成本是最大障碍

全固态电池的制造成本是液态电池的4-25倍，制造设施成本更是高达10-20倍。目前，日本松下、日产、丰田等企业的实验室测试虽然表现优异，但量产计划都推迟到了4-5年后，主要原因就是成本过高。

在全球范围内，多家企业和研究机构都在积极布局固态电池领域。

传统电池巨头加速转型

宁德时代、LG化学等传统电池巨头凭借强大的研发实力和产业链优势，正在快速推进固态电池技术。宁德时代的凝聚态电池技术已经取得重要进展，而LG化学则在硫化物路线方面持续发力。

新兴企业快速崛起

清陶能源、卫蓝新能源等新兴企业凭借在固态电池领域的技术优势，迅速成为行业的重要参与者。其中，清陶能源在氧化物路线方面处于领先地位，而卫蓝新能源则在硫化物路线方面展现出强劲实力。

汽车制造商积极布局

车企方面，丰田、本田、现代、奔驰等国际巨头都已宣布固态电池的研发计划。国内车企如上汽、蔚来、长安和广汽等也都在积极推进固态电池的应用，预计将在2025-2026年间推出相关产品。

固态电池的市场前景十分广阔。根据EVTank发布的《2024年中国固态电池行业发展白皮书》预测，到2030年，全球固态电池出货量将达到614.1GWh，在整体锂电池市场的渗透率约为10%。国盛证券预测，2025年全球固态电池需求量为17.3GWh，2025年至2030年年复合增长率达65.8%。

除了新能源汽车领域，固态电池在低空经济领域的应用也展现出巨大潜力。低空飞行器对高能量密度电芯的需求日益增长，而固态电池的高安全性、高充放电倍率等优势正好满足这一需求。亿航智能的EH216-S已经成功完成全球首次搭载固态电池的eVTOL（电动垂直起降飞行器）飞行试验。

尽管面临诸多挑战，但固态电池作为下一代电池技术的发展方向已经日益清晰。目前，半固态电池技术将先行一步，预计在2023-2024年开始小批量装车发布。而全固态电池则预计将在2027年开启小批量量产，主要以示范运营为主，规模约为0.5GWh。目标是在未来降低成本至2元/wh，并随着规模效应的释放和成本的持续下降，预计到2030年规模有望达到3-5GWh，到2035年规模更是有望突破300GWh。

在技术路线选择上，硫化物路线因其离子电导率最高、质地软易加工而成为主流厂商的重点研发方向。其中，锂磷硫氯因其成本优势已成为量产的主流选择。然而，降低硫化物电解质成本的关键在于前驱体硫化锂，目前其价格高达500万元/吨。未来随着工艺和设备的突破，成本有望大幅降低。

固态电池的工艺难点在于前道成膜环节。这一环节对固态电解质膜的厚度、材料分散的均匀性和负极的平整度都有极高的控制要求，需要达到微米甚至纳米级别。目前生产设备尚不成熟，无法达到量产要求，需要定向开发相关设备和技术以确保电池性能的一致性。

随着技术的不断进步和成本的逐步降低，固态电池有望在未来十年内实现大规模商业化应用。这不仅将推动新能源汽车产业的进一步发展，还将为低空经济、储能等领域带来新的发展机遇。作为一项革命性的技术，固态电池正在开启一个全新的能源存储时代。