1、固态电池相关定义、特点
固态锂电池相比液态锂电池，改进的部分主要是固态电解质替代电解液。根据液态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类，电池可细分为液态性能（25％）、半固态（5%-10%）、准固态（0%-5%）和全固态（0%）四大类，其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。固态电池电解质主要选用氧化物、硫化物、聚合物，电解质以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜。负极从石墨体系升级到了预锂化的硅基负极或者锂金属负极，正极从高镍升级到超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极，能量密度可达500Wh/kg以上。当前半固态锂电池已量产，准固态电池在小试中，预计2024年下半年量产，全固态预计2027年之后量产。
半固态/准固态/全固态对比
种类 | 定义 | 变化 |
半固态 | 液体电解质质量百分比<10% | 减少液态电解质的用量，增加氧化物和聚合物的复合电解质 电解质：氧化物主要以隔膜涂覆和正负极包覆形式添加，聚合物以框架网络形式填充 负极：从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极 正极：从高镍升级到了高镍+高电压、富锂锰基等正极 隔膜：仍保留并涂覆固态电解质涂层锂盐：从六氟磷酸锂升级为LiTFSI |
准固态/类固态 | 液体电解质质量百分比<5% | |
全固态 | 不含有任何液体电解质 | 选用氧化物、硫化物、聚合物等作为固态电解质，以薄膜的形式分割正负极，从而替代隔膜的作用负极：从石墨体系升级到预锂化的硅基负极、锂金属负极正极：从高镍升级到超高镍、镍锰酸锂、富锂锰基等正极 |
资料来源：观研天下数据中心整理
根据观研报告网发布的《中国固态电池行业现状深度分析与发展前景预测报告（2025-2032年）》显示，电池能量密度的提升核心取决于对正负极活性材料的选择，理论上要选择更高比容量的活性物质，但由于液态电解质电化学窗口较窄，高压高比容量的正极材料存在不稳定性，锂金属负极容易形成锂枝晶刺穿隔膜，形成电池短路造成安全隐患。当前液态高镍三元锂离子电芯能量密度理论极限或在350Wh/kg左右，在现有材料体系下，能量密度提升难有较大突破。
电池能量密度指标对比
材料 | 理论克容量（mAhlg) | 首次效率 | 电压平台 |
正极 | |||
磷酸铁锂 | 170 | 295% | 3.2-3.6V |
钴酸锂 | 274 | 290% | 2.75-4.3V |
锰酸锂 | 148 | 290% | 3.0-4.3V |
三元NCM | 274 | 282% | 3.6-4.2V |
三元NCA | 279 | 286% | 2.7-4.2V |
富锂锰基 | 300 | 280% | 2-4.8V |
负极 | |||
石墨 | 372 | 90% | 0.2V |
硅基 | 3580-4200 | 60-92% | 0.3-0.5V |
锂金属 | 3860 | - | - |
资料来源：观研天下数据中心整理
由于固态电解质电化学窗口更宽（>5V），可以兼具更高电势和更低还原电位的正负极材料，适配硅基、锂金属负极等材料（硅基负极理论容量高达3580mAh/g，远高于石墨负极的372mAh/g）。同时，固态电池结构更加简单，电芯内部可实现先串联后封装，减少封装材料的使用，在相同体积下，电池能量密度进一步提升，全固态电池能量密度有望达到500Wh/kg以上。
传统锂离子电池与固态电池的特征比较
电池奏型 | 能量密度 | 基本特征 |
传统锂离子电池 | 200-300Wh/kg | 由正极材料（锂钴氧、磷酸铁锂系、锂镍氧、三元素系等）、负极材料（石墨）、电解液、隔膜、容器等组成 |
全固态电池（一代） | >260Wh/kg | 电解液和隔膜替换为固态电解质，正负极不变 |
全周态电池（二代） | >400Wh/kg | 电解液和隔腰替换为固态电解质。负极材料替换为锂金属负极材料，甚至不用锂金属的负极材料 |
全固态电池（三代） | >500Wh/kg | 电解波和隔膜替换固态电解质，负极材料用锂金属材料，正极替换为克容量更高的材料 |
资料来源：观研天下数据中心整理
2、固态电池行业现状及趋势分析
国内目前有多家厂商涉足固态电解质的生产领域 ， 多数厂商专注于氧化物和硫化物路线 。其中，一些电池企业如清陶能源和赣锋锂业，采取了一体化的布局策略，涵盖了从研发到生产的全过程。同时，还有蓝固新能源和天目先导这样的初创公司，它们通过与固态电池领域的领先企业建立紧密合作关系迅速崛起。此外，还有专注于正负极材料生产的企业，例如当升科技、容百科技、璞泰来和贝特瑞。上海洗霸、金龙羽和奥克股份，通过与科研团队的合作，成功实现了从其他领域向固态电解质生产的转型。目前，多数固态电解质厂商专注于氧化物和硫化物路线，其中，氧化物电解质中 LATP 和 LLZO 竞争力较强，同时，部分厂商会研究聚合物或者尝试复合多种材料。
固态电解质公司产业进展对比
企业名称 | 产品 | 备注 | |
电解质 | 宁德时代 | 硫化物 | 性能：已建立起10Ah级别的验证平台 |
清陶能源 | 氧化物：LLZOLLTO | 性能：能量密度高达320Wh/kg和850Wh/L，能循环使用1000次量产：可以通过流延成型、薄膜制备等方法制备出全固态电解质膜。实现了对LZO以及LLTO陶瓷粉体、复合正负极等材料的量产，并且可以生产制备不同类型的离子导体复合隔膜等 | |
卤化物：Li2ZrCl。 | 性能：室温离子电导率>4mS/cm，耐压性>=4.65V成本：低于10w/t量产：具备批量化制备能力 | ||
聚合物 | 性能：复合后电导率〉1mS/cm膜厚度20-40um可调 | ||
中科固能 | 硫化物 | 量产：在建百吨级产线长期规划万吨级 | |
三祥新材 | LLZOLLZTOLALZO | 性能：表现出了良好的电化学性能，具有可靠的安全性和低成本优势商业化：已向部分企业送样，并达到使用要求 | |
上海洗霸 | LLZTO+PAN | 性能：有效均匀锂沉积，实现锂金属电池在2C下稳定循环1000次，容量保持81%。 | |
赣锋锂业 | 硫化物：FL-LGPSFL-LPSCFL-LPS314FL-LPS7311氧化物：NASICONGarnet | 性能：离子电导率水平达到目前行业最高等级量产：达到行业领军水平。 | |
宝丽迪 | COFs共价有机材料 | 量产：目前已实现COFs产品量产商业化：正在做相关领域的验证及推广 | |
蓝固新能源 | LLTOLLZOLATP | 量产：具备年产56500吨各类电解质材料的综合产能 | |
当升科技 | 氧化物：LATP硫化物、聚合物 | 商业化：已与赣锋锂电、卫蓝新能源、清陶、辉能等固态电池客户建立了紧密战略合作关系，相关固态锂电产品已实现批量出货。 | |
厦钨新能 | 氧化物：LLZOLATP卤化物和硫化物 | 性能：通过结构改善，成功开发出第二代低残碱、高比表的锂镧锆氧LLZO量产：卤化物和硫化物均实现初期量产 | |
奥克股份 | PEO聚环氧乙烷 | 尚处于应用开发阶段 | |
恩捷股份 | 硫化物：LPSC | 性能：离子电导率超10mS/cm，有效提高电池性能量产：已完成实验室技术定型，可以小批量制备8cm*10cm超薄独立支撑电解质膜片。湖南恩捷固态用高纯硫化锂产品已完成小试吨级年产能建设和运行，并搭建完成百吨级硫化锂中试生产线，处于送样阶 | |
贝特瑞 | 纳米无机固态电解质：SSE聚合物：BEP氧化物：BEO、LATP硫化物：BSS | 量产：LATP已开始吨级出货，实现了商业化生产。 | |
容百科技 | 硫化物、氧化物、卤化物 | 量产：硫化锂中试线于今年完成，从2025年开始推进批量生产体系建设。 | |
璞泰来 | LATPLLZO | 性能：离子电导率达到10-3s/cm，粒度可控量产：在四川基地建成了年产200吨固态电解质中试产线 | |
添加剂 | 瑞泰新材 | LiTFSILiDFOBLiCF3S03 | 量产：产能共计487.5吨 |
多氟多 | LiPF6LiFSINaPF6 | 量产：今年计划建成2000吨产能，预计出货千吨左右 | |
华盛锂电 | LiFSILiDFOB | 量产：已形成小批量量产或技术储备商业化：新型锂盐产品的推广能够与公司现有传统添加剂产生协同效应 | |
上游材料 | 东方锆业 | 高纯超细二氧化锆产品 | 性能：预计可应用于固态电池中的LLZO、LLZTO等电解质商业化：目前处于提供样品供固态电池材料厂家研发阶段量产：年产能约为1500吨 |
凯盛新材 | LIFSI | 商业化：已向下游潜在客户送样，质量取得好评量产：公司10000吨/年LiFSI项目目前尚处于建设期 | |
设备 | 利元亨 | 干法电极核心装备具备生产固态电池整线装备研发与制造能力 | 2021年12月，利元享与清陶能源签订了4份涵盖从制片段到化成分容检测段的固态电池产线设备购销合同。从2023年年中开始，交付给清陶能源的产线已进入量产状态。目前，公司与广汽埃安建立了战略合作关系并共建联合创新实验室。 |
资料来源：观研天下数据中心整理
在全固态电池实现规模化量产之前，半固态电池的渐进式路线将率先走向商业化。由于短期内材料与成本依然较高，预计车规领域一些高端或特定需求的电动车型会接受一定溢价，搭载（半）固态电池，到 2030 年动力电池中固态电池渗透率达到 10%，其中主要为半固态电池；而在消费电子、航空航天等领域，下游市场对价格的敏感度较低，能够包容较高的新技术溢价，因此预计固态电池的渗透率提升将快于车用市场，2030 年固态电池渗透率达到 20%，其中全固态电池渗透率为10%。因此，预计 2030 年全球固态电池出货量将达到 396GWh，其中全固态电池出货量超85GWh。
全球固态电池出货量预测（单位：GWh）
| / | 2023 | 2024E | 2025E | 2026E | 2027E | 2028E | 2029E | 2030E |
动力电池出货量 | 865 | 1202 | 1574 | 2078 | 2521 | 2943 | 3361 | 3738 |
固态电池渗透率 | 0.1% | 0.7% | 1.5% | 2.5% | 4.1% | 6.5% | 8.0% | 10.0% |
固态电池出货量 | 0.8 | 8.5 | 23.6 | 52.0 | 103.4 | 191.3 | 268.9 | 373.8 |
yoy | - | 963% | 178% | 120% | 99% | 85% | 41% | 39% |
其中：半固态 | 0.8 | 8.5 | 23.6 | 52.0 | 100.8 | 176.6 | 235.3 | 299.1 |
全固态 | - | - | - | - | 2.5 | 14.7 | 33.6 | 74.8 |
3C+小动力 | 113 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 | 110 |
固态电池渗透率 | 0.5% | 1.0% | 2.0% | 4.0% | 10.0% | 15.0% | 18.0% | 20.0% |
固态电池出货量 | 0.6 | 1.1 | 2.2 | 4.4 | 7.7 | 11.0 | 16.5 | 22.0 |
yoy | - | 94% | 100% | 100% | 75% | 43% | 50% | 33% |
其中：半固态 | 0.6 | 1.1 | 2.2 | 4.4 | 6.6 | 8.8 | 11.0 | 11.0 |
全固态 | - | - | - | - | 1.1 | 2.2 | 5.5 | 11.0 |
固态电池出货量预测 | 1.4 | 9.6 | 25.8 | 56.4 | 111.1 | 202.3 | 285.4 | 395.8 |
yoy | - | 603% | 169% | 118% | 97% | 82% | 41% | 39% |
其中：半固态 | 1.4 | 9.6 | 25.8 | 56.4 | 107.4 | 185.4 | 246.3 | 310.1 |
资料来源：观研天下数据中心整理(zppeng)
