固态电池与液态电池对比
根据电解质的不同，锂电池技术体系可分为：液态电解质电池、混合固液电解质电池（半固态电池）、固态电解质电池。
固态电池与液态电池工作原理相同。固态电池在电池结构上与液态电池变化明显：半固态电池由于仍存在部分液态电解液，故而保留了电解液和隔膜等结构。 而全固态电池离子传导介质和通道由传统的电解液与隔膜变为固态电解质，电池结构实现进一步简化。半固态电池由于仍存在部分液态电解液，故而保留了 电解液和隔膜等结构。而全固态电池离子传导介质和通道由传统的电解液与隔膜变为固态电解质，电池结构实现进一步简化。
固态电池核心优势：能量密度高、安全性高
固态电池能量密度更高：1）固态电解质电化学窗口宽，能够适配更高电压的正极材料。2）固态电解质具有良好的机械性能，能够有效抑制锂枝晶的形成， 从而能够兼容更高能量密度的锂金属负极材料。3）由于电解质的非流动性，电芯内部极片可以串联连接以此提高单体电压，实现与多电芯串联而提升电压的 同等效果，从而能够在成组时减少结构件使用、提升能量密度。目前，行业中常见的半固态电池能量密度多集中在350-400Wh/kg，部分全固态电池样品能 量密度超过500Wh/kg。
固态电池安全性更高：固态电解质本身不可燃、且热分解温度高，固态特性完全避免了电解液腐蚀、挥发、漏液等问题，安全性能大幅提高。
固态电池短期不足：倍率性能、循环寿命和成本制约产业化
界面处机械稳定性较差影响寿命：充放电过程中，电极材料会产生体积变化，结构应力的累加会造成界面接触面积的下降、形成结构缺陷，从而影响循环寿命。
界面处电化学稳定性较差影响倍率性能：固态电解质与电极的接触是固-固接触，接触面积小且接触面有更高的阻抗，从而影响锂离子的传输。
固态电池成本仍相对较高：正极材料或采用高镍三元、富锂锰基等，负极或将搭载硅负极、金属锂等，材料成本明显提升。同时，电解质难以轻薄化、且部分搭 载金属元素，成本亦有提升。部分电解质体系对于水分等较敏感，有些制造和后处理环节中需要依赖于惰性气体或干燥室，生产制造成本也有所提升。
目前液态高镍三元电池成本普遍在0.40-0.45元/Wh，半固态三元电池成本在0.8-1.1元/Wh，全固态电池成本在3.0元/Wh以上。
创新场景耦合性能优势，固态电池产业加速发展
产业链发展阶段：1）2025-2027年：固态电解质突破。着重打通产业路线，采用三元 + 掺硅负极方案。2）2027-2030年：负极材料突破。攻关高掺硅负极材 料。3）2030-2035年：各方面体系材料优化。攻关锂金属负极、复合固态电解质、高容量正极材料等。
2024年以来加速产业化。在消费电子领域，VIVO手机、小米便携式储能等已经搭载半固态电池产品。在车端，2024年蔚来、上汽推出半固态电池车型。在低空领 域，峰飞航空、亿航智能均已搭载半固态电池。 进入2025年：北汽福田推出半固态重卡，上汽计划年内发布新一代搭载半固态电池版本的MG4。奔驰、宝马、奇瑞等车企开启全固态电池车型路试。美国固态电 池公司Factorial Inc. 已向加拿大客户交付首批固态锂金属电池，用于其远程货运无人机。国内企业金龙羽新能源也与客户签订每年10万支无人机用高能量密度固 态电芯采购订单。在储能领域，2025年6月中绿电获内蒙古固态电池储能项目建设指标。 展望2026年：长安、广汽、福特拟推出全固态电池车型；小鹏汇天或将搭载半固态电池。 展望2027年：比亚迪、上汽、奇瑞、丰田、现代等车企将推出全固态电池车型。
固态电池产业链发展总结
固态电池：半固态/凝聚态电池领域，卫蓝新能源、清陶能源等均已实现产品量产，能量密度集中在300-400Wh/kg；宁德时代推出500Wh/kg凝聚态电池已经批量 应用于峰飞航空等客户。目前半固态电池成本集中在0.8-1.1元/Wh，循环寿命已满足车用需求。全固态电池领域，企业目前仍处于样品试制和尺寸放大阶段，多 数企业预计在2025-2026年试制出20-100Ah不等的电池样品，多数将在2026-2027年开始进行装车测试。
固态电池设备：干法电极设备、叠片机、高压化成设备等已实现中试线级别交付；2025年内干法电极设备有望持续优化，在负极侧实现GWH级别设备量产交付。
固态电解质：固态电解质在2025年处于产能扩展期，企业产能逐渐由十吨级走向千吨及万吨级，为后续量产铺垫。原材料硫化锂产能也由吨级实现产能的持续放 大。价格方面，目前固态电解质普遍在几百万元/吨，伴随产业化推进，有望下降至几十万元/吨水平。
固态电池负极：硅基负极体系在2025年开始批量供应，产品价格有望陆续下降。锂金属负极方案也处于积极探索中。
固态电池正极：三元方案为主，富锂锰基与镍锰酸锂依旧处于产品开发测试和送样过程中。
前段工序：全固态电池更适配干法电极方案
硫化物固态电池未来或采用干法电极工艺：干混+纤维化+辊压成膜。干法电极工艺是在无溶剂环境下，将活性材料、导电剂、粘合剂混合后，在一定温度、 剪切力作用下使粘结剂发生纤维化形成三维网状结构混匀材料，之后将其辊压覆盖在集流体表面来形成电极。硫化物电解质对于水、氧气等敏感并对部分溶 剂的化学稳定性较差，故而与干法工艺更加适配。
针对干性粉料混合，需增加干混纤维化设备。固态电池混料环节使用干性颗粒或者粉体，原有液态电池搅拌设备需要改进，对搅拌器位置、搅拌速度以及温 度等做出调整，以保证混合的效率、混合后粘度以及均匀性。另外固态电池混料后需要增加纤维化设备以提升粉体成膜性能。干混与纤维化关联程度高，部 分厂商对两者进行一体化设计。
成膜阶段新增辊压设备需求。干法电极工艺中辊压设备主要用于成膜环节。干法辊压需要施加较大压力或者采用多辊差速辊压等方式、将干粉压实到特定密 度与厚度；对于设备精度要求更高。
目前干法混料与纤维化环节，宏工科技等企业布局领先；辊压设备领域，纳科诺尔等企业积极布局。此外，先导智能、曼恩斯特、赢合科技等公司整合前道 工序，已实现干法前段设备的全覆盖。
中段工序：卷绕更换为叠片设备、增加等静压设备
固态电池电解质层柔韧性较差，未来或全部采用叠片工艺。固态电解质具有脆性，不适用卷绕工艺，需全部采用叠片工艺。另外，由于固态电池各极片大小不 一，边缘无隔膜部分易错位发生短路，对叠片设备精度提出更高要求。
为改善固态电池固-固界面接触问题，需要增加等静压工艺。固态电池各材料层堆积时，需要施加一定压力对其进行致密化处理。但是传统热压和辊压方案提供 压力有限且施加压力不均匀，电极和电解质材料结合的紧密性以及材料密度均匀性难以保障。等静压技术是将带压实的粉料、胚料等置于密封容器中，以高压 流体为介质，将其产生的静压力均匀从各个方向对加工件加压。等静压技术应用于固态电池中，可使电极和电解质材料紧密结合，优化界面接触，消除电芯内 部空隙，减少界面阻抗，提升电池离子电导率和机械强度。
后段工序：或采用高压化成工艺
固态电池内部阻抗相较液态电池更高，需要施加更大的压力强制锂离子穿透固-固界面屏障，形成离子导通网络。常规电池化成压力在6吨左右；固态电池化成 压力则需要10-100吨，同时化成时间亦显著增加。
固态电解质原料
半固态电解质原料：目前国内半固态电解质多为氧化物体系。 氧化物固态电解质LLZO的原材料包括二氧化锆、硝酸锆、碳酸锆等。国内锆生产企业主要包括东方锆业、三祥新材、凯盛科技等。 氧化物固态电解质LLZO/LLTO的原材料包括氧化镧、硝酸镧、氢氧化镧等。国内企业中北方稀土、盛和资源等具有氧化镧生产能力。 氧化物固态电解质LLTO/LATP的原材料包括二氧化钛、焦磷酸钛等。国内主要钛白粉生产企业包括龙佰集团、中核钛白、钒钛股份等。 氧化物固态电解质LAGP、硫化物固态电解质LGPS等原材料包括二氧化锗、硫化锗等。
全固态电解质原料：国内外全固态电解质多为硫化物体系、部分辅以卤化物，主要原料为硫化锂（1GWh固态电池需要300-500吨硫化锂）。目前海外出光兴 产产业化进度较快，国内厦钨新能、光华科技等均处于加速布局阶段。目前硫化锂单吨价格仍在数百万元。
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