固态电池定义及研究范围界定

固态电池利用固体电极和固体电解质，而不是锂离子电池中的液体或聚合物凝胶电解质。这种固态电解质提供了离子在电池充放电过程中的传输通道，同时具有更高的机械强度和热稳定性，从而提高了电池的安全性和能量密度。由于没有爆炸或火灾的危险，因此不需要安全组件，从而节省空间。固态电池通常能够使用更高容量的锂金属作为负极，并与高电压正极材料兼容，进一步提升电池性能。此外，固态电池的设计灵活性和环境稳定性使其在多种应用场景中具有潜在优势，尽管目前仍面临材料选择、界面兼容性和制造成本等方面的挑战。固态电池非常适合构建包括模块和电池组的高容量电动汽车电池系统,随着技术的不断进步，固态电池有望在未来的能源存储和转换领域扮演重要角色。

从上世纪 50 年代，科学家开始针对固态锂电池开展研究以来，至今已经历时 70 余年。尽管目前仍有一些技术问题有待解决，但是多年来材料的发展和电解质技术的进步，促进了固态电池产业的逐步落地。固态电池领域有众多企业纷纷布局，分区域来看，欧美地区主要有 Solid Power、24M 公司、QuantumScape 公司、SeeO 电池公司、法国 Bollore 公司等；日韩固态电池技术的代表企业主要有：日本丰田汽车公司、日本日立造船、日本 TDK、松下、GS 汤浅、韩国三星 SDI、韩国 LG 化学以及韩国 SK。我国成规模开展固态电池研发工作起始于 2011 年，随着国家对于基础研究工作越来越重视，投入不断增大，新材料及新工艺不断取得突破，目前我国已有多家高校及科研院所在固态电池技术方面进行布局。国内有代表性的固态电池生产企业主要有：北京卫蓝新能源有限公司（中科院物理所技术）、江苏清陶能源发展有限公司（清华大学材料学院技术）、浙江锋锂新能源科技有限公司（中科院宁波材料所技术）、台湾辉能科技等。

固态电池市场分析

汇睿咨询预测，2023 年全球固态电池市场规模为14.98 亿美元。预计到 2032 年将达到 244.77 亿美元， 预测期内（2024-2030年）复合年增长率为 36.4% 。

固态电池在电动汽车上的应用是固态电池市场的重要增长机会之一，中国、日本和韩国汽车行业的快速增长预计将推动对固态电池的需求。而对更安全、更高性能电池不断增长的需求是扩大固态电池市场的重要驱动力。从近期各家公司公布的研发成果和量产时间表来看，固态电池技术正逐步从实验室走向实际应用。这不仅是技术上的突破，更是新能源行业产业升级的重要推动力。消费者对电动车的续航里程、充电速度与安全性能有着越来越高的要求，而固态电池正是满足这些需求的理想选择。因此，众多锂电池公司纷纷投身固态电池的研发，以期在未来市场竞争中赢得先机。

此外，除了汽车领域外，低空经济领域正逐步成为固态电池的重要落地场景。当前，低空经济发展迅速。今年全国两会，低空经济首次被写入政府工作报告。3月份，工信部、科学技术部、财政部、中国民用航空局联合印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024—2030年）》提出，到2030年推动低空经济形成万亿级市场规模。eVTOL等新产品对锂电池能量密度要求提升，也为固态电池打开了需求新空间。

全球固态电池市场规模预测:（百万美元）&（2023-2030）

资料来源：第三方资料、新闻报道、业内专家采访及汇睿咨询整理研究，2024年

从中国市场来看，近几年国家不断重视固态电池行业的发展，各大公司和高校已开始对固态电池进行研发。根据汇睿咨询的数据，2023 年中国固态电池的市场规模约 10 亿元， 此后将迎来爆发式增长，2030 年将增至约330亿元，实现2024-2030期间65.80%的年复合增长率。综合行业参与主体的技术路线图和相关产业规划，中国固态电池发展正处于加速研发阶段，使用全固态锂电池能量密度具备突破500wh/kg的潜力，在2025年前，半固态电池会逐步实现商业化，在动力电池的整体市场上逐渐形成一定规模;2025年左右，全固态电池将开始小规模搭载在实车上。

固态电池产业链分析

固态电池产业链与液态锂电池大致相似，上游包括原料矿产、机械设备以及基础材料，两者主要的区别在于负极材料和电解质的种类，正极材料方面几乎一致。产业链中游为电池包的加工制备过程，产业链下游应用领域包括新能源汽车、储能系统、消费电子等。

固态电池根据内部液态含量比例可以分为半固态电池和全固态电池。根据固态电池中电解液含量的 不同，可以分为半固态电池和全固态电池。一般来讲，电解液含量超过 10%就是液态电池；半固态电池中的电解液含量占比在 5-10%，电解液的添加能够提升电池内部的界面浸润性，降低电池阻抗， 是目前产业化进展较快的固态路线；全固态电池是电池完全由固态物质组成，不含任何液态成分。

目前已有的四种固态电池技术路线：硫化物固态电池、氧化物固态电池、聚合物固态电池、卤化物固态电池。硫化物固态电池由于具有离子电导率高、固固接触好等优点，成为国际上固态电池研发的主要技术路线；氧化物和聚合物固态电池由于离子电导率偏低，研发重心逐渐转向固液混合；卤化物固态电池耐高电压、能量密度高，有一定潜力，但还在实验验证阶段。

从产业链上游来看，固态电池正极材料与锂电池一致，主要包括锰酸锂、磷酸铁锂，三元正极材料等。得益于手机、笔记本电脑、电动车等的快速发展，企业对锂电池正极材料的投资加大。根据汇睿咨询整理的数据，2015-2022年，中国锂电池正极材料产量从11.3万吨增至190万吨。2023年中国锂电池正极材料出货量248万吨，同比增长31%。

固态电池下游需求包括消费电池、动力电池、储能电池三大领域，其中新能源汽车动力电池市场前景最受看好。随着“双碳”目标的发布实施，加速转型进度，中国新能源汽车产量迅速增长，2023年，新能源汽车产量958.7万辆，同比增长35.8%。除了新能源汽车行业，低空飞行器对能量密度和安全性要求非常高，且对成本相对不敏感，也是固态电池最佳应用场景之一。

固态电池市场竞争格局

汇睿咨询的报告显示，固态电池市场的主要参与者包括宁德时代、比亚迪、广汽集团、丰田汽车、清陶能源、卫蓝新能源、辉能科技、欣界能源、高能时代、赣锋锂电、恩力动力、SES（麻省固能）、太蓝新能源、国轩高科、Solid Power、QuantumScape、孚能科技等。

当前锂电池市场高度集中，宁德时代、比亚迪、LG新能源三巨头占据近70%份额，形成稳定“三足鼎立”，凭借固态电池领域的研发实力与产业化进展，其市场领导地位难以轻易动摇。宁德时代主攻硫化物技术，若实现突破将大幅增强竞争优势，比亚迪凭借早期布局在固态电池应用与规模化生产经验丰富，LG新能源在固态电池技术上取得突破，提升其性能、成本、安全性优势。除三巨头外，固态电池领域竞争中也呈现出“强者联盟”趋势，如QuantumScape与大众、一汽与远景动力、松下与特斯拉等联盟，使得固态电池市场竞争中面临更复杂的博弈。

从固态电池各区域市场竞争策略看，全球固态电池研发与产业化竞争主要集中在中国、欧美、日韩等区域，其竞争策略各具特色。欧美注重产学研深度联动，加速科研成果市场化，美国计划到2030年实现固态电池和锂金属电池规模化量产，而欧盟已批准向参与电池项目的7个成员国提供32亿欧元援助，以支持电池技术研究和项目创新；日韩以产业链上下游紧密协作提升电池实用性和经济性，其中日本计划到2030年实现全固态电池量产，韩国将在2023-2028年投入3066亿韩元，争取提前实现固态电池、锂硫电池、锂金属电池商业化应用。中国展现多元化主体并存、开放竞争格局，科研、制造、应用多方互动推动产业发展。中国在固态电池技术研发与产业化方面已显现领先态势，

截至2024年6月1日，从技术来源（专利申请人）看，日本仍是全球固态电池领域专利申请最多的国家，占全球专利申请量的比例近40%，中国排第二，占比约为26.6%。但据国家知识产权局发布的信息显示，中国在全球固态电池关键技术专利申请总量中占据了36.7%，近五年年均增速20.8%，位居全球第一，且部分企业已进入半固态电池量产阶段。

固态电池市场发展趋势

1.固态电池市场竞争态势

深度捆绑合作：电池制造企业和车企通过长期协议、联合研发、共建基地等方式紧密协作，旨在抢占和巩固市场份额，增强在固态电池时代的技术协同与市场竞争力，同时为双方提供稳定的市场需求和技术支持，共同推动新能源汽车产业的整体进步。

产学研深度融合与成果转化：科研机构与创新型企业加快将固态电池技术研究成果转化为商业产品，通过自建生产线、合作生产、技术授权与转让等方式，有效缩短实验室到市场的转化周期，推动技术创新、产品迭代与市场多元化，丰富固态电池产品种类，助力锂电池行业竞争格局的多元化发展。

车企竞争与合作并行：固态电池的高能量密度、高安全性、快充等优势驱动车企展开产品性能竞赛，纷纷推出搭载固态电池的高端车型以提升品牌影响力和市场份额。同时，面对固态电池研发与规模化生产的高投入与风险，车企间展现出更强的合作意愿，通过组建技术联盟、共享资源、交叉许可专利等方式，共同应对技术挑战，分摊成本与风险，缓解固态电池领域的竞争压力。

“一体化”战略降本增效：为实现固态电池的大规模商业化应用，产业链参与者积极推进“一体化”进程，整合原材料供应、电池制造、回收利用等环节，旨在优化成本结构、提升资源利用效率，有效降低固态电池成本。通过垂直整合、战略合作构建紧密的全生命周期管理产业链，为固态电池市场的广泛普及与可持续发展奠定了坚实基础。

2.技术路线暂未明朗

聚合物、硫化物和氧化物作为固态电池领域的三大核心电解质类型，各自代表了固态电池技术发展的三条主要路线，它们分别在特定性能指标上展现出独特的优化潜力，同时也对应着各自在产业化进程中所面临的独特优势与挑战。

氧化物固态电池为中国研发倾向。氧化物路线各方面的性能表现较为均衡，目前技术已相对成熟，但制备成本较高，成本优化后，具有较好的发展潜力。聚合物固态电池为欧美地区研发倾向。聚合物路线虽起步早且已实现小规模量产，技术水平较成熟，但技术上限突破难度很大，例如电导率低、性能上限等问题，因此产业尚未快速形成规模化，尚待技术的提升。聚合物和氧化物路线目前在半固态电池中都已有应用。硫化物固态电池为日韩地区研发倾向。硫化物路线的电导率较高，性能表现最优异，商业化潜力大，但研究难度也最大，如何保持较高稳定性有待解决，目前技术尚不成熟。因此，固态电池的发展路径不仅是其技术演进的过程，更是不同技术路线间相互较量、取长补短、共同推动产业进步的平台。

除此之外，复合电解质具备优势，未来有望成为主流路线之一 。复合固态电解质一般是由无机填料和聚合物固态电解 质复合得到的电解质。复合固态电解质结合了无机固体电解质和有机固体电解质的优点，兼具高锂 离子导电率和电化学稳定性。在聚合物固态电解质中加入无机填料后得到的固态电解质综合性能较 好。聚合物基体在复合固体电解质中可以发挥以下优点：聚合物的加入可以显著提高固体复合电解 质的柔韧性；聚合物的存在有助于减小电极-电解液界面的电阻；聚合物通常比无机陶瓷电解质更容 易加工且更具成本效益，有利于大规模制造。无机填料可以发挥以下三方面的作用：一、降低结晶 度，增大无定形相区，利于锂离子迁移；二、填料颗粒附近可以形成快速锂离子通道；三、增加聚 合物基体的力学性能，使其易于成膜。

主要厂商：

宁德时代

比亚迪

广汽集团

丰田汽车

日产汽车

本田汽车

亿纬锂能

欣旺达

SES（麻省固能）

LG新能源

太蓝新能源

国轩高科

Solid Power

QuantumScape

孚能科技

蜂巢能源

清陶能源

卫蓝新能源

辉能科技

欣界能源

高能时代

赣锋锂电

恩力动力

4M 公司

SeeO 电池公司

Bollore 公司

固态电池按照不同类型，包括如下几个类别：

全固态电池

半固态电池

准固态电池

固态电池按照不同应用，主要包括如下几个方面：

消费电池

动力电池

储能电池

其他