AI正成为全固态电池研发进程的重要加速器，将在材料筛选、设计工艺以及性能管理等方面发挥关键作用。
传统液态锂电池在电极材料、能量密度、安全性等方面的发展进入瓶颈，固态电池凭借高能量密度、高安全性、循环寿命长等优势，有望成为下一代“革命性”电池技术。按照固态电解质含量，固态电池可分为半固态电池和全固态电池。据起点固态电池公众号，半固态电池液体含量一般在5%-10%，是从液态向全固态的过渡型技术。根据《固态电池行业研究及其投资逻辑分析》韩熙如等，全固态锂电池使用固态电解质完全替代液态及半固态锂电池的电解液和隔膜，其优势具体体现在：1）电化学窗口更宽，可匹配电极电位更高的正极材料，工作电压更高、工作温度范围更大；2）外包破损不会造成电池液外漏，电解质热分解温度更高，电池本征安全更好；3）可兼容高比容量电极材料，能量密度更高；4）结构更简单，可通过多层堆垛技术实现内部串联，输出电压更高，无效质量或体积更少。
从实际应用场景看，全固态电池被视为低空经济和人形机器人等前沿领域实现突破的关键动力来源。从终端市场来看，固态电池场景应用边界明显拓宽，除新能源汽车、消费电子、电动工具等传统领域以外，随着eVTOL、人形机器人等新兴行业高速发展，其对电池能量密度、安全性、倍率性能等提出更高要求，未来固态电池有望在新兴领域率先迎来批量应用。
海外企业全固态电池计划量产时间集中在2026-2030年，技术路线以硫化物为主要方向。日韩和欧美在全固态电池方面布局早、研发力度大。 日本整车厂：重点布局硫化物路线，本田明确将于2025年1月开始试生产全固态电池；丰田最新宣布2026年开始量产全固态电池，到2030年产能计划达到9GWh。 韩国电池厂：三星SDI和LGES均布局硫化物技术路线，SK On布局聚合氧化物复合材料、硫化物双路线，三家均计划在2027-2030年实现量产或商业化。 美国电池厂：Factorial、Quantum Scape（QS）和Solid Power三大固态电池初创公司分别与奔驰、大众和宝马三家欧洲车企建立起合作关系，目前全固态电池均处于送样测试阶段，技术路线相对多元。
我国多数企业全固态电池聚焦高镍三元+硫化物电解质+硅碳负极的技术路线，目标2027年左右实现400Wh/kg的全固态电池量产。目前宁德时代、比亚迪、国轩高科、中创新航、卫蓝科技等国内头部电池厂或整车厂均已布局全固态电池，且普遍预计于2027-2028年进入小批量生产或装车验证阶段，2028-2030年迈入正式量产阶段，2030-2032年有望实现大规模装车上市。从技术路线角度来看，宁德时代、比亚迪、国轩高科等大厂均选择硫化物路线。近期比亚迪表示其2024年已实现60Ah全固态电芯的中试下线，能量密度达到400Wh/kg (800Wh/L)，表明部分硫化物技术难题已得到突破。
半固态电池已进入量产，远期成本将低于0.4元RMB/Wh。据TrendForce集邦咨询，截至2024年11月，从成本角度看，半固态电池已扩大到GWh级别量产，但量产初期综合成本偏高，主要在于：1）量产制造经验不足，尤其是电解液的原位固化工艺环节难以有效控制固化的均匀性，导致生产良率较低（行业领先企业良率仅50%-80%）；2）半固态电池生产规模小，尚未形成规模效应。目前半固态电池出货规模正在扩大，TrendForce集邦咨询预计2025年将超过10GWh。随着技术成熟度的提升，中期（2030年）当半固态电池制造良率高于90%，预计电芯综合成本将降至0.6元RMB/Wh以下；远期（2035年）成本有望低于0.4元RMB/Wh。
全固态电池正处于从样件电芯向工程化转化的阶段，量产初期（2027-2028年）预计成本较高，电芯价格将落在1-3元RMB/Wh，EV市场应用规模≤1GWh。2030年后当全固态电池形成一定规模时（≥10GWh），预计电芯价格将降至1元RMB/Wh左右，到2035年经过市场大规模的快速推广后，TrendForce集邦咨询预计全固态电芯价格有望降至0.6-0.7元RMB/Wh。
综合成本下降→产业化进程加速：聚合物 vs. 氧化物 vs. 硫化物
聚合物：制造工艺发展较早，相对成熟，与现有锂电池制造工艺较为接近，具有较大成本优势，尤其以PEO基聚合物最为常见。以PEO基聚合物锂金属固态电池为例，据TrendForce集邦咨询，其2024年电芯总成本（不含税）约0.5元RMB/Wh，与液态电池相当，法国BlueSolutions已在前十年（2011-2020年）将此路线固态电池在欧洲地区推向商业化应用。但还需设计电化学窗口更宽、离子电导率更高的聚合物电解质复合材料，以提升电池性能。
氧化物：综合成本介于聚合物和硫化物固态电池之间，但氧化物固态电解质存在如下缺点：1）加工难度大：尤其是超薄型氧化物固态电解质隔膜（＜30μm），因此其隔膜厚度通常较厚，不利于电池能量密度的提升和单位瓦时成本的降低。2）材料售价高：目前常用的几种氧化物电解质，如LLTO、LATP、LLZO等，虽然已有部分企业具备千吨级量产能力，但市场应用层面该材料还未规模化放量，材料实际售价接近其金属总成本的10倍左右，未来还有较大降本空间。
研发成本下降→产业化进程加速
AI正成为全固态电池研发进程的重要加速器，将在材料筛选、设计工艺以及性能管理等方面发挥关键作用。AI大模型将会改变研究范式，文献阅读、报告撰写、模型计算、优化设计等方面都能借助AI，AI赋能下将缩短原有科研实验试错模式下的时间周期，并大幅降低研发成本，加速全固态电池的研发及产业化进展。中国科学院院士欧阳明高表示，通过全固态电池研发智能公共服务平台，能实现材料体系智能匹配、设计参数智能选优，制备工艺智能推荐等研发服务，电池研发效率可提升1~2个数量级，节省研发费用70%~80%。
目前多家锂电池企业或车企正推进AI研发平台的建设。宁德时代已开发电池材料智能化设计平台，基于AI材料智能设计算法，90天内可完成材料筛选与闭环验证。广汽埃安也在推进人工智能的开发平台，加速全固态电池技术开发进度。
