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鋰離子電池具有高能量、長壽命、高性價比、少污染等優點，廣泛應用于新能源汽車、消費電子、儲能等領域，鋰離子電池主要分為液態與固態電池兩種類型，液態鋰電池包括液態電池、凝膠電解質電池，固態鋰電池包括半固態、準固態、全固態電池三種。其中，半固態鋰電池（電芯中固態電解質含量90%—95%）通過減少液態電解質含量、增加固態電解質涂覆的方式，兼具安全性、能量密度和經濟性，現已具備量產條件；準固態鋰電池電芯中固態電解質占比進一步加大（固態電解質含量通常在95%以上），是半固態鋰電池向全固態電池過渡的階段；全固態鋰電池電芯則全部由固態電極和固態電解質材料構成。

總體而言，現階段固態鋰電池包含部分液態電解質，技術路徑從固液混合電池向全固態電池漸進發展。與主流液態鋰電池相比，固態鋰電池具備兩大優勢，使其成為主流。一方面多數固態電解質材料具有不可燃的特性（如氧化物固態電解質熱穩定性高達1000 度），無腐蝕、不揮發且不存在漏液問題從而實現高安全性；另一方面，固態電池可匹配高能正極和金屬鋰負極，大幅提升理論能量密度。

1、發展歷程：

固態鋰離子電池發展歷程主要分為發展萌芽階段（1972—1999年）、初期發展階段（2000-2016）、快速發展階段（2017年至今）。自1972年采用Li1為電解質的固態鋰離子電池以來，具有高離子導電率的固態電解質陸續問世，多種氧化物、硫化物及聚合物固態電解質材料被相繼提出；2000年后，固態電池的研發與實驗發展逐漸加速，全球多家公司宣布啟動固態電池的研發計劃；2017年玻璃狀介質技術的提出標志著固態電池第一階段的研發已經完成，2022年衛藍新能源啟動20GWh固態電池生產線項目構建，標志著我國固態電池產業化進程的進一步提速。放眼未來，相關廠商未來研究方向將著眼于克服固態電解質的離子電導率低、固－固界面的接觸穩定性、空間電荷層對離子傳輸的影響、充放電時體積膨脹影響電池安全性能、金屬鋰負極應用困難、成本較高等問題。

2、發展環境

政策紅利持續釋放，推動固態鋰電池市場繁榮發展

早在1987年，固態鋰電池便被中國科技部列入“863”計劃重大專題，近年來，國家層面圍繞著固態鋰電池頂層設計的政策密集出臺，鼓勵和規范著行業健康有序發展。2015年和2017年發布的《中國制造2025》和《促進汽車動力電池產業發展行動方案》均提出建立和健全富鋰層氧化物正極材料/硅基合金體系鋰離子電池、全固態鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等下一代鋰離子動力電池和新體系動力電池的產業鏈，推動固態電池能力密度達500Wh/kg ；2020年起，國務院發布的《新能源汽車產業發展規劃 （2021—2035年）》首次將固態電池列入行業重點發展對象并提出加快研發和產業化進程；2022年下半年以來，固態電池先后兩次獲工信部、科技部、能源局等多部門聯合點名認可，提出加快研發固態電池儲能技術，加強固態電池標準體系研究工作，強化應用領域的支持和引導，奠定了固態電池在現代產業中的定位。

新能源汽車產業的火熱，帶動固態電池行業需求快速擴容

根據EV Sales數據統計，2012-2022 年全球新能源汽車銷量從12.5 萬輛增長至1052.2萬輛，CAGR 55.4%，滲透率從0.2%提升至13%。終端銷量的強勁增長帶動全球動力電池裝機量快速攀升，全球裝機規模由2015年的15GWh攀升至2022年的517.9GWh。隨著新能源汽車產業的迅速發展，對動力電池的安全性和能量密度提出更高要求，在液態鋰電池性能逐漸達到上限的情況下，研發和應用具備更高能量密度的固態鋰電池在行業內達成了共識。

傳統企業與新興企業同臺競技，推動固態電池研發進程加速

國家重點研發計劃支持不斷，我國固態電池研發技術成果突飛猛進，不僅涌現出衛藍新能源、清陶能源等將固態電池的研發與產業化作為主營業務的企業，而傳統鋰離子電池企業如贛鋒鋰業、寧德時代同樣進軍固態電池相關業務，各家企業不斷加大對固態電池研究的投入，同時蔚來汽車等新能源車企均開始在產品端導入固態電池車型，推動固態電池的產業化進程加速。根據國家知識產權局數據，我國關于固態電池的專利申請保持上升勢頭，由2013年的10項專利申請增加至2021年的305項專利申請，年均復合增長率高達53.3%。

3、發展現狀

產業鏈結構：由上游原材料和設備、中游電芯材料制造和固態電池制造、下游應用市場三部分組成

產業鏈上游為原材料和設備。

固態電池的主要原料礦產有鋰、鈷、鎳、錳、磷、硫等，這些礦產的儲量和分布對固態電池的成本和供應有重要影響，中國是全球最大的鋰礦資源消費國，但是鋰資源儲量較少，主要依賴進口，同時鈷、鎳等資源也存在供應不足的風險；固態電池的生產設備主要有攪拌機、疊片機、涂布機、注液機、切分機、混合設備、卷燒機等，此類生產設備相比液態鋰電池生產設備而言需要更高的精度和穩定性，目前已基本實現國產化，行業毛利率在30%—35%。

產業鏈中游包括電芯材料和固態電池制造兩大環節。

（1）固態電池/半固態電池的電芯材料可部分沿用現有液態鋰電池材料體系，但在負極材料和隔膜方面會造成一定的沖擊。正極材料來看，半固態電池可以與現有液態鋰電池所用的正極體系（如磷酸鐵鋰、三元、錳酸鋰、鈷酸鋰等）進行匹配，全固態電解質能夠兼容當前的正極材料體系，同時可匹配高電壓的正極材料（如富鋰錳基等）；負極材料來看，半固態電池可以與現有液態鋰電池所用的負極體系（石墨系、鈦酸鋰、硅碳系等）進行匹配，但固態電解質納米化包覆還存在較多技術壁壘，而全固態電池由于不存在液態電解質，金屬鋰有望成為主流負極材料；隔膜材料來看，半固態電池同樣可以沿用當前隔膜材料體系，同時可采用固態電解質包被隔膜，而全固態電解質可能會取消隔膜。

（2）固態電池制造包括聚合物、氧化物、硫化物和鹵化物四種體系，其中鹵化物電解質雖然具備低成本、環境友好、正極穩定性等優勢，但其離子電導率、正極材料兼容性、空氣/潮濕環境穩定性等問題還有待進一步改善，因此該路線參與者較少，市場主要聚焦于聚合物、氧化物、硫化物三種路線。

氧化物體系：采用氧化物作為主要固態電解質，包括石榴石型電解質、鈣鈦礦型電解質、NASICON型電解質、LIPON型電解質四類，具有熱穩定性強、電化學穩定性強、機械性能好等特點，同時具備較高的離子電導率和較低的研發成本，現階段研究熱點在于提高室溫離子電導率及其和電極的相容性。目前國內眾多頭部固態電池公司如北京衛藍、江蘇清陶、臺灣輝能都是以氧化物材料為基礎的固液混合技術路線為主。

硫化物體系：硫化物電解質如硫化鋰、硫化磷需要進行高壓下的化合，制備難度和成本較高，但其電導率極高的同時具有優良的機械性能，現階段研究熱點在于提高電解質穩定性，降低生產成本、元素摻雜發揮各元素協同作用等。目前硫化物體系的主要參與企業和機構主要集中在日韓及美國，國內企業以寧德時代為代表。

聚合物體系：由于聚合物體系和傳統液態鋰電池接近，可利用現有設備通過改造進行生產，具有工藝簡單、成本較低等優勢，但由于離子電導率、能量密度較低且高電壓正負極材料兼容性不好，因此應用領域有限。目前聚合物體系的主要參與企業和機構主要集中在歐美國家。

固態電池下游應用領域主要包括消費電子、儲能、新能源車。

（1）消費電子：固態電池現已率先作為高安全便攜式電源于可穿戴設備、無人機等對安全性要求較高、成本敏感度較低的消費電子產品上實現應用。例如，輝能科技已搭建40MWh半固態電池產線、衛藍新能源已搭建200MWh半固態產線用于無人機等消費電子中。

（2）儲能：固態電池符合儲能電池高安全、高能量密度的要求，但循環壽命、性價比受限，當前應用以示范性儲能項目為主，需技術突破、成本降低后才可實現廣泛的商業化應用。

（3）新能源汽車：作為最主要的下游應用市場，固態電池為新能源汽車提供高安全性和強續航能力，并有利于打造高電壓平臺、更高效的CTC技術和熱管理系統。現階段中國頭部車企通過自研或與電池企業密切合作的方式共同推進固態電池的產業化進程。

4、發展趨勢與展望

固態電池發展道阻且長，技術和成本難題亟待攻克

整體來看，目前我國固態電池行業正處于起步階段，固體電解質材料仍存在離子電導率偏低、固體電解質/電極間界面阻抗大、界面相容性較差、充放電過程中的材料體積膨脹收縮導致界面容易分離等問題，從而直接影響電池的低溫性能、快充性能、能量密度與功率密度，制約著行業進一步發展，業內普遍認為全固態電池的規模化量產尚需5-10 年。在此之前，大量車企官宣的半固態電池預計搭載時間集中在2024—2026年，屆時有望率先迎來半固態電池的產業化浪潮，而隨著固態電池工藝的日趨成熟，技術和成本難題被逐漸攻克，未來行業市場規模有望實現跨越式增長，行業前景可期。根據觀研報告數據，預計2030年我國固態電池出貨量有望突破250GWh，屆時市場空間或將達到200億元。