中國報告大廳網訊，在新能源汽車產業蓬勃發展的當下，動力電池技術的革新成為推動行業前進的關鍵力量。固態電池，作為被寄予厚望的下一代動力電池技術，正逐漸成為行業焦點。它在能量密度、安全性和循環壽命等方面展現出的顯著優勢，使其成為解決新能源汽車續航、安全等痛點問題的潛在 「鑰匙」。不過，固態電池從實驗室走向大規模商業化應用的道路上，仍面臨諸多技術與產業層面的挑戰。
《2025-2030年全球及中國固態電池行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，固態電池主要指固態鋰離子電池，其工作原理與傳統液態鋰離子電池基本一致，但關鍵區別在於用固態電解質替換了傳統電解液。依據電池電解質中固液含量的差異，固態電池可分為半固態電池和全固態電池。半固態電池採用固液混合電解質，液體質量占比 5% - 10% ，是液態鋰離子電池向全固態電池過渡的折中方案;全固態電池則完全使用固態電解質，在安全性和理論能量密度方面優勢明顯。
目前，固態電池處於多技術路線並行發展階段，尚未形成統一的主流技術路線。依據電解質材料的不同，主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大技術方向。聚合物電解質由聚合物基體與鋰鹽構成，高溫時離子電導率高，易於加工，電解質 - 電極的界面阻抗可控，是最早實現產業化的技術路線，但室溫下離子電導率較低，僅為10−7 10−5S/cm 。氧化物電解質具有較高的室溫離子電導率、優異的電化學穩定性和良好的循環性能，不過與正負極材料的界面接觸較差，導致界面阻抗較高。儘管如此，因其綜合性能較好且易於大規模生產，目前產業化進展最快，有望在混合固液電池中率先應用。硫化物電解質室溫離子電導率最高，但其與電極材料的界面穩定性較差，且電解質易氧化，技術難度較大，更適合應用於全固態電池，長期發展潛力巨大。
全球主要汽車強國紛紛將固態電池視為重要戰略方向，通過政策支持和資金投入，力求在新一代電池技術競爭中搶占先機。
日本在固態電池領域布局深遠。2018 年，組織 23 家汽車、電池和材料企業以及 15 家學術機構共同開展研發。2022 年，經濟產業省牽頭建立電池製造產業鏈，重點聚焦固態電池領域，並發布《蓄電池產業戰略》，計劃到 2030 年基本實現全固態電池實用化及全面商業化，擬投資 1205 億日元用於相關技術研發。在技術成果方面，豐田在 2020 年推出全固態電池試製車，2023 年宣布攻克固態電解質界面龜裂問題，製造出續駛里程達 1200km、充電時間僅為 10min 或更短的固態電池，計劃於 2027 - 2028 年實現裝車應用。此外，日本企業在固態電池專利領域優勢顯著，豐田、松下和出光興產的固態電池專利數量位列全球前三。
韓國同樣積極布局固態電池發展。2021 年發布《K 電池發展戰略》，計劃到 2030 年前聯合企業共同投入 20 萬億韓元用於下一代電池技術研發，力爭在 2027 年實現全固態電池初步商業化。三星 SDI 已開發出體積能量密度為 900Wh/L、循環壽命 1000 次的全固態電池樣品，並建成中試線，計劃於 2027 年大規模量產。三星 SDI 和 LG 新能源的固態電池專利數量也分別位列全球第 4 位和第 6 位。
歐洲將固態電池作為重點發展方向，推出《電池 2030 規劃》及《2030 電池創新路線圖》，並批准歐洲固態電池投資專項計劃，由歐盟多國共同出資 32 億歐元支持研發和產業化。
美國制定了明確的固態電池發展目標，在《國家鋰電發展藍圖 2021 - 2030》中提出到 2030 年實現固態電池示範應用和規模化生產。美國 Solid Power 公司開發出單體能量密度 390Wh/kg、循環壽命超過 1000 次的全固態電池，並通過針刺、過充等安全性測試。
我國在動力電池領域積累了豐富經驗，在固態電池技術方面也取得一定進展，但與國外先進水平相比仍存在差距。我國選擇在積極布局全固態電池技術研發的同時，大力推動半固態電池的產業化應用。
在政策支持上，我國高度重視固態電池技術攻關。2021 年，科技部在相關計劃中設置固態電池基礎前沿技術課題;2022 年，九部門頒布的方案明確要研究固態電池等前沿儲能技術;2023 年，國務院印發的計劃進一步提出布局固態電池技術研發與產業化。
產業化進展方面，我國半固態電池已實現全球率先量產上車。2022 年 1 月，搭載贛鋒鋰電半固態電池的東風風神 E70 全球首發並開展商業化示範運營;2023 年 6 月，衛藍新能源半固態電池交付蔚來汽車並搭載於蔚來 ET7 車型，單體能量密度達到 360Wh/kg，循環壽命超過 1200 次，實際續駛里程突破 1000km;2024 年 4 月，清陶能源的超快充固態電池應用於智己 L6 車型，續駛里程超 1000km。寧德時代發布的 「凝聚態電池」 也是半固態電池，單體能量密度最高可達 500Wh/kg，已具備量產能力。
(一)全球固態電池產業共性難題
技術和成本是制約全球固態電池產業化發展的核心因素。在技術層面，固態電解質電導率低，影響電池的倍率性能和循環性能，儘管行業嘗試通過替換元素或摻雜等方式提高電導率，但與液態電池相比仍有差距;界面阻抗大，固態電解質和電極間界面相容性低，嚴重影響電池性能，現有改善手段未能從根本上解決問題;金屬鋰負極在循環中易出現鋰枝晶及孔洞，威脅電池循環穩定性和安全性，目前無法完全消除負極析鋰問題。
成本方面，固態電解質成本高，是固態電池主要新增成本;生產工藝不成熟，缺乏規模效應，產業鏈不完備，生產設備需定製化開發，進一步推高成本;當前全固態電池材料成本約為 1.5 - 2.5 元 / W・h，顯著高於液態電池。
(二)我國固態電池產業面臨的獨特挑戰
我國固態電池發展還面臨技術布局受專利標準限制的問題。全球固態電池專利數量排名前十的企業均來自日韓，這制約了我國企業在技術路線選擇、產品研發和海外出口。同時，我國在固態電池產品設計、生產製造、安全評估、性能測試等環節缺乏相關標準，限制了產業發展。
此外，全固態電池與我國現有成熟的液態電池產業體系兼容度較低。我國在液態鋰離子電池領域處於全球領先地位，2023 年動力電池關鍵主材全球出貨量占比均超過 70% 。一旦全固態電池大規模推廣應用，將對我國液態電池產業造成衝擊，尤其是電解液和隔膜等關鍵環節，現有電池產業還可能面臨 「船大難掉頭」 的風險。
為推動固態電池產業發展，我國需加強統籌謀劃，提升固態電池戰略地位。發揮新型舉國體制優勢，優化產業鏈布局，圍繞固態電池產業鏈關鍵環節加強政策引導建設，調整現有動力電池總體布局，打造特色產業鏈;加大財稅金融支持，對相關企業給予資金支持或稅收優惠，如在新能源汽車購置稅減免政策中，對使用固態電池的新能源乘用車取消免稅額上限;引導社會資本參與，利用風險投資基金吸引私募資金和風險投資，支持初創企業發展。
聚焦關鍵技術，持續加大技術創新攻關。固態電池行業現狀分析指出，鼓勵企業聯合開展電解質、鋰金屬負極、電池製備、失效分析評價等技術創新，發揮國資央企產業引領作用;構建產業鏈上下游緊密協作的創新聯合體，協同攻關關鍵技術，補齊發展短板，提升創新攻關效能;支持具備技術創新優勢的企業加強國內外專利布局，探索建立 「專利聯盟」，應對國際智慧財產權挑戰。
加快標準制定，搶占標準國際話語權。完善固態電池標準體系，從產品設計、生產製造、安全評估、性能測試等方面開展標準化研究，搭建標準共享平台;推進標準國際化，支持企業、社會團體、科研機構等參與國際性專業標準組織活動，推動固態電池標準和結果國際互認，掌握全球固態電池主動話語權。
固態電池作為新能源汽車動力電池的關鍵技術，具有巨大的發展潛力，但目前面臨技術、成本、專利標準等諸多挑戰。全球主要國家和地區都在積極布局固態電池產業，競爭激烈。我國在固態電池發展方面雖取得一定成果，但與國外先進水平仍有差距。面對這些情況，我國需加強統籌規劃，加大技術創新投入，加快標準制定，構建全鏈條協同創新體系，以推動固態電池技術突破和產業化發展，鞏固和擴大我國在動力電池和新能源汽車領域的優勢，在全球新能源汽車產業競爭中占據有利地位。
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