為什么要堅定不移的推動固態(tài)電池研究發(fā)展和應(yīng)用?

2025年底,各家主機廠都發(fā)布了已經(jīng)實現(xiàn)目標(biāo)和對2026年的計劃;新能源汽車作為支撐當(dāng)下經(jīng)濟(jì)的最大依仗,已經(jīng)徹底成為繼房地產(chǎn)之后的最大產(chǎn)業(yè)。

2026年主機廠計劃

而作為車企研發(fā)的下一階段方向,動力電池的重要性不言而喻,當(dāng)下階段,基于續(xù)航動力的不滿足和電池安全的考慮,固態(tài)電池已經(jīng)成為重中之重。而固態(tài)電池的重要性不僅僅在于汽車行業(yè),同樣對于儲能、消費等行業(yè)有著重大影響。

一、固態(tài)電池的戰(zhàn)略意義

固態(tài)電池通過固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì),從根本上解決鋰離子的安全瓶頸和能量密度問題,實現(xiàn)電池安全和儲能性能的雙重飛躍;

1、能量革命

固態(tài)電池是新能源汽車?yán)m(xù)航突破1000公里、規(guī)?;瘍δ艹杀鞠陆档闹匾诵闹?,更是推動低空經(jīng)濟(jì)、人形機器人等新賽道發(fā)展的基石,對推動低碳社會、安全高效的能源體系發(fā)展具有重大意義;

2、產(chǎn)業(yè)升級

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化將重塑電池產(chǎn)業(yè)鏈格局,尤其對于鋰電格局,帶動上游關(guān)鍵材料、中游專門設(shè)備、下游應(yīng)用場景的全鏈條升級,催生新的市場,將鋰電拉向新高度,促進(jìn)電池行業(yè)的全新升級;

3、安全維度

固態(tài)電池不僅能夠應(yīng)用在汽車行業(yè),而且也將促進(jìn)工業(yè)應(yīng)用和消費電子的全行業(yè)升級,除此之外同樣適用于航空航天、特種車輛等軍工領(lǐng)域,對于國防設(shè)備的穩(wěn)定性起到良好的支撐作用,是軍事安全的一大重要體現(xiàn)。

全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)競爭格局各國都在形成各自的發(fā)展特色:

日本: 憑借材料領(lǐng)域的深厚積累, 以豐田、松下為核心企業(yè),主攻硫化物全固態(tài)路線, 累計布局核心專利超 1300 項, 計劃 2027-2028 年實現(xiàn)量產(chǎn)裝車, 目標(biāo)占據(jù)全球高端市場主導(dǎo)地位。

韓國: 三星 SDI、 LG 新能源等企業(yè)聚焦硫化物與聚合物復(fù)合路線, 強化設(shè)備工藝創(chuàng)新與全球合作, 計劃 2028 年前完成商業(yè)化布局,依托海外市場拓展競爭優(yōu)勢。

歐美: 以 QuantumScape、 Solid Power 等初創(chuàng)企業(yè)為代表,主攻氧化物與聚合物路線, 通過車企巨額投資加速技術(shù)轉(zhuǎn)化, 美國政府撥款10億歐元支持研發(fā), 歐盟則以“綠色轉(zhuǎn)型”為抓手推動區(qū)域協(xié)同。

中國: 產(chǎn)業(yè)起步稍晚但發(fā)展迅猛, 依托全球最完整的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈、龐大的市場需求與政策支持,形成“半固態(tài)先行、全固態(tài)跟進(jìn)”的差異化路徑。 截至 2025 年 10 月, 國內(nèi)固態(tài)電池相關(guān)企業(yè)超過一萬多家, 主要分布在廣東 、江蘇 、浙江等沿海地區(qū)。在技術(shù)路線上,半固態(tài)電池已實現(xiàn)量產(chǎn)裝車, 全固態(tài)電池進(jìn)入中試階段。

主要國家固態(tài)電池戰(zhàn)略布局

二、為什么要發(fā)展固態(tài)電池?

傳統(tǒng)鋰離子電池能領(lǐng)密度目前已經(jīng)達(dá)到300wh/kg,理論上已經(jīng)逼近極限,對于電動汽車?yán)m(xù)航超過1000km的商業(yè)化運作是達(dá)不到要求的;二是我國鋰電池資源問題,在材料端上仍然對于外部的依存度過高,正極材料所需要的鈷鎳等資源主要來自進(jìn)口,這也導(dǎo)致發(fā)展局限性;再是固態(tài)電池技術(shù)國外日本韓國企業(yè)占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢,正在形成優(yōu)勢布局,如果不快速發(fā)展容易被卡脖子,對于整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有極大風(fēng)險。

但是,由于我國自身原因,發(fā)展固態(tài)電池也是勢在必行的;最大的依仗在于:

1、市場優(yōu)勢:我國是全球最大的新能源汽車市場, 2025 年銷量預(yù)計超過 1600 萬輛, 同時儲能、消費電子等市場需求持續(xù)增長, 為固態(tài)電池提供了豐富的應(yīng)用場景與商業(yè)化驗證機會;

2、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢:擁有全球最完善的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈, 正負(fù)極材料、 隔膜、 電解液等環(huán)節(jié)全球市場份額超 70%, 為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化提供了堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與配套能力;

3、政策支撐:從國家到地方出臺了很多的支持標(biāo)準(zhǔn)和體系工作,對于不同省份也有不同的發(fā)展規(guī)劃,甚至不同省市根據(jù)自身條件建設(shè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)園,發(fā)揮集群優(yōu)勢。

盡管如此,固態(tài)電池仍然存在發(fā)展上的挑戰(zhàn);

一是關(guān)鍵材料瓶頸, 硫化鋰價格高達(dá) 200 萬-300 萬元/噸, 占電解質(zhì)成本的 82%,高鎳正極、硅基負(fù)極等材料的性能與成本有待優(yōu)化; 二是技術(shù)瓶頸,固-固界面阻抗大 界面穩(wěn)定性差等問題尚未完全解決,干法電極等靜壓等專用工藝的良率較低; 三是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足,材料、裝備、電芯制造等環(huán)節(jié)存在技術(shù)脫節(jié),缺乏跨領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新機制。

根據(jù)不同時期發(fā)展規(guī)劃和十五五末期統(tǒng)籌,未來3年作為產(chǎn)業(yè)突破期,規(guī)模達(dá)到百億,新能源汽車和儲能上得到初步應(yīng)用;未來5年突破500億產(chǎn)值,未來十年形成千億規(guī)模。

三、產(chǎn)業(yè)鏈布局

1、區(qū)域布局

為了形成產(chǎn)業(yè)的碾壓調(diào)試,根據(jù)我國地區(qū)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與資源擁有量,國家對于整體統(tǒng)籌考慮,已形成多點支撐式發(fā)展規(guī)劃;

長三角極: 以上海、江蘇、安徽為核心,依托寧德時代、國軒高科、清陶能源等龍頭企業(yè),聚焦全固態(tài)電池研發(fā)與中試, 建設(shè)國家級創(chuàng)新平臺與產(chǎn)業(yè)集群, 打造全球固態(tài)電池技術(shù)創(chuàng)新高地;

珠三角極:以廣東為核心,依托比亞迪、億緯鋰能等企業(yè),聚焦半固態(tài)電池規(guī)?;慨a(chǎn)與下游應(yīng)用場景拓展,重點發(fā)展新能源汽車、低空經(jīng)濟(jì)等配套產(chǎn)業(yè),打造全球固態(tài)電池制造與應(yīng)用高地;

環(huán)渤海極:以北京、天津、山東為核心,依托高校與科研院所的技術(shù)優(yōu)勢, 聚焦關(guān)鍵材料與基礎(chǔ)研究, 建設(shè)固態(tài)電池材料研發(fā)與生產(chǎn)基地,打造全球固態(tài)電池材料創(chuàng)新高地。

多點支撐:在江西、湖南、內(nèi)蒙古等資源富集地區(qū),布局正極材料、鋰金屬負(fù)極等上游原材料生產(chǎn)基地;在四川 重慶等中西部地區(qū)、依托當(dāng)?shù)仄嚠a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),建設(shè)固態(tài)電池應(yīng)用配套基地,形成東中西部協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。

2、上下游布局

2.1上游:材料與設(shè)備環(huán)節(jié)

上游環(huán)節(jié)是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),決定了電池的性能、成本與安全性;固態(tài)電池材料體系與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比發(fā)生根本性變革核心材料包括固態(tài)電解質(zhì)、高容量正負(fù)極材料、界面修飾材料等;

2.1.1材料端

(1)固態(tài)電解質(zhì)

固態(tài)電池材料體系與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比發(fā)生根本性變革,核心材料包括固態(tài)電解質(zhì)、高容量正負(fù)極材料、界面修飾材料等,;

氧化物電解質(zhì):具有本征安全性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、成本相對較低的優(yōu)勢, 是目前國內(nèi)半固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的主流選擇。 核心瓶頸在于質(zhì)地硬脆、界面接觸差、室溫離子電導(dǎo)率偏低。?

硫化物電解質(zhì):室溫離子電導(dǎo)率高,是全固態(tài)電池的核心發(fā)展方向。核心瓶頸在于化學(xué)穩(wěn)定性差、對水分敏感、制造成本高。?

聚合物電解質(zhì):具有加工性能好、柔韌性佳的優(yōu)勢, 適合柔性電子、可穿戴設(shè)備等特殊場景。核心瓶頸在于室溫離子電導(dǎo)率低、耐氧化性差。

(2)正負(fù)極材料

正極材料:重點發(fā)展高鎳三元材料、富鋰錳基材料、磷酸錳鐵鋰材料。 高鎳三元材料的容量可達(dá)200mAh/g 以上,是當(dāng)前主流方向,需通過表面包覆、單晶化等技術(shù)提升循環(huán)穩(wěn)定性;富鋰錳基材料的容量可達(dá) 300mAh/g 以 上,是未來高能量密度電池的核心選擇,需解決電壓衰減、倍率性能差等問題;磷酸錳鐵鋰材料兼具安全性與高電壓特性,需通過摻雜改性提升導(dǎo)電性。?

負(fù)極材料:重點發(fā)展硅基負(fù)極鋰金屬負(fù)極。硅基負(fù)極的理論容量高達(dá) 4200mAh/g,是石墨負(fù)極的10 倍以上,需通過納米化、復(fù)合化等技術(shù)解決體積膨脹問題;鋰金屬負(fù)極的理論容量高達(dá)3860mAh/g,是全固態(tài)電池的終極選擇,需解決鋰枝晶生長、界面副反應(yīng)等問題。?

界面修飾材料:固-固界面接觸差、阻抗大是固態(tài)電池的核心技術(shù)瓶頸,界面修飾材料是解決該問題的關(guān)鍵。

2.1.2 設(shè)備端

固態(tài)電池制造工藝與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比發(fā)生根本性變革,需要開發(fā)干法電極制備設(shè)備、等靜壓設(shè)備、疊片設(shè)備等專用裝備。

干法電極制備設(shè)備:干法電極工藝無需使用溶劑,是固態(tài)電池制造的核心工 藝,與傳統(tǒng)濕法工藝相比,具有環(huán)保、高效 成本低等優(yōu)勢。 核心設(shè)備包括干法混料機、干法成膜機、輥壓機等。?

等靜壓設(shè)備:等靜壓處理是提升固態(tài)電池界面接觸性能的關(guān)鍵工藝,通過高壓 作用使固態(tài)電解質(zhì)與電極材料緊密接觸,降低界面阻抗。核心設(shè)備包括冷等靜壓機、熱等靜壓機等。

疊片設(shè)備:固態(tài)電池因電解質(zhì)硬脆特性,無法采用傳統(tǒng)卷繞工藝,需采用疊片工藝。核心設(shè)備包括高精度疊片機、電芯組裝機等。

后段處理設(shè)備:固態(tài)電池后段工藝取消注液環(huán)節(jié)、 新增高壓化成、密封檢測等 環(huán)節(jié)。核心設(shè)備包括高壓化成設(shè)備、氣密性檢測設(shè)備等。

2.2中游:電芯制造

中游環(huán)節(jié)是固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的核心, 連接上游材料與下游應(yīng)用, 決定了電池的最終性能與制造成本。固態(tài)電池電芯制造工藝的核心是干法電極工藝、 疊片工藝、等靜壓工藝、高壓化成工藝等。

疊片工藝創(chuàng)新:開發(fā)高精度、高速度的疊片機,提升疊片效率與定位精度; 優(yōu) 化疊片工藝參數(shù),減少電芯的內(nèi)部應(yīng)力,提升電池的循環(huán)壽命;推動疊片工藝的智能化升級,實現(xiàn)電芯尺寸的柔性生產(chǎn)。

等靜壓工藝創(chuàng)新:優(yōu)化等靜壓的壓力、溫度、時間等參數(shù),實現(xiàn)界面接觸性能的精準(zhǔn)調(diào)控;開發(fā)大型化、自動化的等靜壓設(shè)備,提升生產(chǎn)效率;推動等靜壓工藝與電芯組裝工藝的無縫銜接,降低生產(chǎn)成本。

高壓化成工藝創(chuàng)新:開發(fā)高壓化成設(shè)備的壓力與溫度精準(zhǔn)控制技術(shù),提升電池的化成效率;優(yōu)化化成工藝參數(shù),實現(xiàn)電池的均勻化成,提升電池的一致性;推動高壓化成工藝的智能化升級,實現(xiàn)電池性能的在線檢測與篩選。

2.3 下游:應(yīng)用

’(1)新能源汽車是固態(tài)電池最重要的應(yīng)用場景,固態(tài)電池的高能量密度與高安全性,能夠有效解決新能源汽車的續(xù)航焦慮與安全隱患。?

高端車型率先應(yīng)用,推出搭載半固態(tài)電池的高端車型,續(xù)航里程突破1000 公里,打造市場標(biāo)桿; 推動全固態(tài)電池在高端跑車、 豪華轎車等車型上的示范應(yīng)用,提升品牌影響力;通過規(guī)?;a(chǎn)與技術(shù)創(chuàng)新,降低固態(tài)電池成本;推廣電池租賃模式,用戶購車時無需購買電池,通過租賃方式使用固態(tài)電池,降低購車門檻;推動換電模式發(fā)展,建設(shè)固態(tài)電池?fù)Q電站,實現(xiàn)電池快速更換,提升用戶體驗。

(2)儲能電池的應(yīng)用是固態(tài)電池高安全性、長循環(huán)壽命與寬溫域性能的重要表現(xiàn);

電網(wǎng)側(cè)儲能:推動固態(tài)電池在電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、可再生能源配儲等場景的應(yīng)用, 提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可再生能源消納能力;用戶側(cè)儲能;開發(fā)工商業(yè)儲能與家庭儲能產(chǎn)品為工廠、商場、家庭等提供峰谷套利、應(yīng)急電源等服務(wù); 推動固態(tài)電池與屋頂光伏的一體化整合實現(xiàn)能源自給自足;數(shù)據(jù)中心備份電源:替代傳統(tǒng)鉛酸電池為數(shù)據(jù)中心提供高可靠性的備份電源服務(wù),提升數(shù)據(jù)中心的安全性與節(jié)能水平。

(3)低空經(jīng)濟(jì)作為新興應(yīng)用培育的增長點,是固態(tài)電池高密度與安全性的表征之一;

eVTOL 領(lǐng)域:推動固態(tài)電池在載人eVTOL 上的應(yīng)用,提升飛行器的續(xù)航里程與安全性;物流無人機領(lǐng)域:開發(fā)高能量密度的固態(tài)電池,提升物流無人機的續(xù)航里程與載重能力; 推動固態(tài)電池在城市群物流、偏遠(yuǎn)地區(qū)配送等場景的應(yīng)用,建設(shè)無人機物流網(wǎng)絡(luò)。

(4)消費電子是重要的場景化大批量應(yīng)用領(lǐng)域,對于固態(tài)電池的需求極其旺盛;

智能手機與筆記本電腦:開發(fā)高能量密度的固態(tài)電池,提升手機與筆記本電腦 的續(xù)航時間; 推動固態(tài)電池在旗艦機型上的應(yīng)用;可穿戴設(shè)備:開發(fā)柔性固態(tài)電池,適應(yīng)手表、手環(huán)等可穿戴設(shè)備的形態(tài)需求;提升電池的柔韌性與耐用性;開發(fā)秒充技術(shù),實現(xiàn)手機5分鐘充電80%; 推動固態(tài)電池的微型 化與集成化, 提升消費電子產(chǎn)品的便攜性。

(5)國防軍工戰(zhàn)略場景的應(yīng)用,提升軍事實力展現(xiàn)對外作戰(zhàn)能力是重要的后勤保障體系;

固態(tài)電池在國防軍工領(lǐng)域具有重要的戰(zhàn)略價值,包括航空航天、單兵裝備、 特種車輛、軍用設(shè)備等領(lǐng)域,能夠顯著提升國防裝備的機動性、隱蔽性與續(xù)航能力。



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