新能源汽车电动化、智能化和网联化是发展大趋势。新能源汽车发展上半场竞争主导因素是电动化，在技术创新方面主要集中在锂电池及相关领域。新能源汽车发展的核心是技术和性能的提升。而续航里程是性能体现的关键指标，直接影响消费者的购车意愿和出行体验。随着智能化的发展，原有的液态电池技术路线难以满足更长距离的出行需求，而后续固态电池的发展，将会进一步加强性能表现，助推新能源汽车的深化应用。

（1）固态电池驱动因素分析

高能量密度、高安全性是固态电池发展的主要驱动。当前的液态锂离子电池已触碰体系所能达到的瓶颈。液体电解质成为锂离子电池进一步发展最大的制约因素。采用固态电解质代替液体电解质，有望使用更高比容量的正、负极材料，同时可彻底解决电池的安全性问题。

与传统液态锂电池相比，固态电池具有能量密度高、安全性高、寿命长等优点。因此，固态电池被认为是解决锂电池安全问题以及提升能量密度的理想方案，作为下一代电池技术路线获产业重点布局。此外，固态电池具有更宽工作温度范围，可以适应各种复杂的气候条件，拓宽市场需求。

图表1.??????? 液态及固态电池性能对比

数据来源：全固态锂电池技术研究现状与展望

相对于液体锂电池，固态电池具有更高安全性^[1]，主要体现在以下五个方面：固态电解质具有高机械强度，可抑制锂枝晶生长，不易造成短路；固态电解质不易燃烧、不易爆炸；无持续界面副反应；固态电解质无电解液泄漏、干涸问题；高温寿命不受影响或更好。

在高安全性的同时，固态电池具有更高的能量密度。电池能量密度等于工作电压乘比容量，而电池总体比容量遵循“木桶效应”，受限于正负极中较低的一极。负极端来看，目前石墨负极理论比容量为372mAh/g，硅基负极理论比容量为4,200mAh/g，锂金属负极理论比容量为3,860mAh/g，都显著高于正极，因此正极材料成为锂离子电池性能进一步提升的主要瓶颈。而全固态电解质不仅能够兼容上述高比容量负极材料与常规正极材料体系，还可匹配高比容量的正极材料（高镍/超高镍三元正极材料、富锂锰基），是提升锂离子电池能量密度的理想选择。其中超高镍三元正极材料拥有高比容量优势，能达到220mAh/g，而富锂锰基比容量高达250-300mAh/g，是动力锂电池能量密度突破400Wh/kg的技术关键。目前经过装车验证的半固态电池能量密度最高可达 368 Wh/kg，相较于成熟高镍三元锂电池提升30%左右。

图表2.??????? 三元及磷酸铁锂电池主要技术指标

数据来源：公开资料

（2）固态电池技术路线分析

当前固态锂电池技术采用逐步迭代策略。随着液态电解质含量逐步下降，发展路径大致可以分为液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）、准固态（0-5wt%）和全固态（0wt%）四大类。其中，半固态、准固态和全固态电池统称为固态电池。在迭代过程中，半固态、准固态使用的电解质均为混合固液电解质，全固态则是完全应用固态电解质，负极也从碳负极或硅碳负极转换为金属锂负极。

当前全固态电池面临的技术瓶颈，主要包括：全固态电池的瓶颈主要在较慢的充放电速度和较快的容量衰减。相比液态电解质，固态电解质离子间相互作用力强，离子迁移能垒是液体的十倍以上，离子电导率低；固-固界面接触不良，稳定性降低。固-固接触是很难充分贴合的“硬”接触，且固-固界面容易接触不良，易导致接触失效。

另外，固态电池成本远高出液态电池。成本差异主要体现在固态电解质和正负极，固态电解质用到部分稀有金属原材料价格较高，叠加为高能量密度使用的高活性正负极材料尚未成熟，全固态电池成本明显高于现有液态电池。当前固态电池成本是液态锂电池的数倍，对固态电池商业化影响巨大。

图表3.??????? 固态锂电池技术路线分析

数据来源：全固态锂电池技术研究现状与展望

（3）半固态锂电池技术分析

全固态电池门槛很高，存在许多技术难度需要克服，电池成本也居高不下。一些锂电企业选择先发展半固态电池，采用固液混合形态的电解质作为过渡方案，再逐步降低液态电解液的含量至最终的全固态电池。

在半固态锂电池阶段，锂电池的正负极体系基本上与液态电池一致。半固态锂电池在安全性上得到较大提升，在成本上目前相对液态电池有一定增加，半固态锂电池更适合高镍三元锂电池体系。

半固态电池已经实现应用落地。目前多家车企布局固态电池车型，包括比亚迪、上汽、蔚来等，且半固态电池已经实现上车应用。从目前部分搭载半固态电池的车型来看，基本集中在车型级别在C级，售价在30万元区间的高端车型。主要原因可能是高端车型对于成本的敏感性相对更低，未来从半固态电池转型到全固态电池的应用也大概率会是从高端车型上展开。

图表4.??????? 中国部分半固态锂电池相关企业布局及进展

车企	车型	电池供应商	级别	售价（万元）	半固态电池装车进展
东风岚图	岚图追光	卫蓝新能源	中大型轿车	32.29-43.29	?已量产交付?（2023年12月）搭载82kWh半固态电池包，续航580km
蔚来汽车	ET7/ES8等	卫蓝新能源	中大型轿车/SUV	42.8-65.6	?已公告/延期交付，150kWh半固态电池包，续航超1000km
上汽智己	智己L6	?清陶能源	中大型轿车	19.99-32.99	预计2025年大规模量产，续航里程超1000km
?赛力斯	问界新M7/M9	?赣锋锂电/宁德时代	中大型SUV	24.98-56.98	?测试验证中，计划提升能量密度与快充性能
比亚迪	-	自研	-	-	?实验室阶段，专利布局加速，硫化物路线
长城汽车	-	蜂巢能源	-	-	技术储备阶段，计划2025年装车测试

数据来源：公开资料

根据产业的布局情况以及半固态的装车进度来看，2023-2024年电池企业逐步进入量产阶段，且陆续上车，但2023-2025年整体装车较少，规模尚在初期，大规模商业化至少在2026年-2027年。

（4）固态锂电池产业化进程分析

当前全固态电池产业化条件尚未成熟，规?；τ玫氖奔涓?。目前，国内外参与开发固态电池的企业和机构主要集中在中、美、日、韩等国家。

图表5.??????? 全球固态锂电池相关企业布局及进展

数据来源：公开资料

根据全球车企固态电池的研发及量产规划来看，包括丰田、日产、宝马、福特在内的国际车企搭载全固态电池的试车时间在2025年，小批量生产并装车的时间预计在 2027-2028 年，而大规模商业化发展至少在2030年以后。

当前半固态电池已逐步在新能源汽车上量产应用，如果2027-2028年综合性能表现较好得到大规模商业化发展，则会导致全固态电池的需求迫切性下降。

（5）固态电池技术路线发展趋势及对资源需求的变化

液态电池向固态电池发展的过程中，材料端固态电解质是最为核心的环节，正负极材料向高压高密度方向升级迭代，同时在正负极中需要添加导电剂以降低电极内阻、提升电子导电性。

半固态及固态电池的正极材料呈现高压化趋势，由三元高镍转向超高镍、富锂锰基等新型体系。负极初期为硅碳体系，中长期为锂金属体系。

图表6.??????? 固态电池产业链升级

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数据来源：公开资料

固态电解质是多种技术路线并存，主要分为氧化物、硫化物、聚合物等。

硫化物固态电解质的离子电导率最高，制备工艺突破后可能成为主流路线。且兼具强度和加工性能、界面相容性好，因此成为企业布局专利申请、人才团队建设的重要方向，但是硫化物材料对制备环境要求极其苛刻，同时与正极材料的界面相容性问题也较为突出、容易产生副反应，成本也居高不下。硫化物路线日本企业布局较早，截至2024年日本丰田已拥有68%的硫化物专利。

氧化物稳定性最好，电导率一般，加工性能最差，目前发展进度较快。氧化物电解质是含有锂、氧以及其他成分(磷、钛、铝、镧、锗、锌、锆)的化合物。氧化物热稳定性好、电化学窗口宽、机械强度高，缺点为电导率一般、脆度高、难以加工、界面接触差。量产方面，氧化物体系制备难度适中，较多新企业和国内企业选取此路线，采用与聚合物复合的方式，在半固态电池中率先规?；俺?。

聚合物易于合成和加工，但常温下电导率低，电池整体性能提升有限，制约大规模应用与发展。聚合物固态电解质由高分子和锂盐络合形成，同时添加少量惰性填料。聚合物由于易加工、工艺兼容等优势，率先在欧洲商业化，技术最为成熟，但其电导率低、电化学窗口窄，仅能和铁锂正极匹配，性能上限较低，工作时需持续加热至60℃，因此制约了其大规模应用，预计后续与无机固态电解质复合，通过结合两者优势，在应用端实现性能突破。

全球固态电池产业主要分布在中国、日本、韩国、欧洲、美国等国家和地区。日本的固态电池产业发展起步最早，押注硫化物路线，如日本东芝公司于1983年就成功开发出了可实用的Li/TiS2薄膜固态电池；韩国固态电池产业的发展思路是研发重量轻的硫化物全固态电池以及高安全性的氧化物全固态电池，其产业体系建设的企业主要是三星SDI公司、SK On公司以及LG新能源公司。欧洲、美国的固态电池产业较多选择聚合物和氧化物固态电解质的技术路线，重视固态金属锂电池体系的研发。中国则是以硫化物路线为主，宁德时代、清陶新能源、有研新材、恩捷股份、厦钨新能都是布局硫化物路线，卫蓝新能源则是押注聚合物和氧化物路线，冠盛股份也是押注聚合物路线。

图表7.??????? 各国企业固态电池技术路线

国家	企业名称	技术路线
日本	丰田汽车公司	硫化物
	本田技研工业股份有限公司	硫化物
	三菱化学集团/日产汽车公司联盟	硫化物
	富士电气化学有限公司	氧化物
	小原股份有限公司	氧化物
	日立造船公司	硫化物
	三洋化成工业股份有限公司	聚合物
	日本出光兴产股份有限公司	硫化物
德国	宝马集团	硫化物
	大众集团	氧化物
韩国	LG新能源公司	硫化物
	现代汽车集团	聚合物/硫化物
	SK On公司	硫化物/氧化物
	三星SDI公司	聚合物/硫化物
法国	博洛雷集团	聚合物
英国	llika公司	氧化物
	LiNa Energy公司	氧化物
美国	Qyantum Scape公司	氧化物
	lonic Materials公司	聚合物
	Solid Power公司	硫化物
	Factorial Energy公司	聚合物
中国	宁德时代	硫化物
	清陶新能源	硫化物
	卫蓝新能源	聚合物/氧化物
	有研新材	硫化物
	恩捷股份	硫化物
	厦钨新能	硫化物
	冠盛股份	聚合物

数据来源：固态电池关键材料体系发展研究，公开资料

固态锂电池将会大幅增加高镍三元锂电池的能量密度优势，基本解决三元锂电安全性问题。随着锂电池从液态向固态体系转化，三元锂电池相对磷酸铁锂电池的占比预计将大幅提升，从而较大程度地提升镍需求，对钴需求也有一定提升作用。在进入锂负极体系后，将对锂需求也产生较大提升作用。

固态电池发展后期，其正极材料体系可能转化为具有超高能量密度的富锂锰体系，该体系正极材料主要使用锰材料，不再使用镍钴材料。富锂锰基正极材料具有能量密度高、成本低和环境友好等特点，其比容量高达250-300mAh/g，是目前所有的锂离子电池材料中能量密度最高的一种正极材料。但是，富锂锰基正极材料还存在许多技术方面的问题，目前还处于实验室初级阶段，其规?；⒄故奔渲辽僭?/span>2035年之后，目前还无法预测。

总结：固态电池凭借其高能量密度与本质安全的革命性优势，已成为突破当前液态锂电池性能瓶颈、驱动新能源汽车产业深化发展的关键方向。尽管全固态电池仍面临离子电导率、界面稳定性和高昂成本等产业化挑战，半固态技术已率先实现装车落地，为产业提供了宝贵的过渡方案。全球车企与电池巨头正加速布局硫化物、氧化物、聚合物等多元技术路线，竞逐下一代动力电池主导权。展望未来，随着2025-2030年关键节点的逐步突破，固态电池不仅将重塑动力电池格局，大幅提升镍、锂等关键资源需求，更将彻底解决续航焦虑与安全隐忧，为新能源汽车的智能化、网联化普及奠定坚实基石，最终引领交通能源领域的深刻变革。

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