我们认为固态电池凭借着在安全性、能量密度等方面的优势，将成为未来高 性能电池重点的发展方向，在消费电池、新能源汽车、低空等领域有着广阔 的市场空间。当前主要分化出了两条主要路线，短期来看氧化物半固态路线 相对成熟，和现有电池体系设备兼容度较高，已产业化落地，有望放量。但 由于氧化物固态电解质存在离子电导率较低的缺陷，众多企业布局了潜力更 大的硫化物全固态路线，其兴起将给新型材料和设备带来庞大的增量市场。
2.1. 传统锂电池三大核心痛点制约产业升级
电池当前瓶颈之一：能量密度局限，直接影响续航。锂离子电池能量密度定 义为电池单位质量可释放的电能。受限于当前材料体系的物化性质，传统的 锂电池能量密度已逐步逼近上限。能量密度直接决定电池的轻量化水平和续 航能力——因此更高的能量密度意味着在同等质量或体积下可存储更多电 能，从而显著优化终端应用使用体验（如电动交通工具减重降耗、消费电子轻薄化）。在未来，电动交通工具和消费电子对电池续航的要求将会进一步 提升，能量密度将成为电池市场应用的长期关注点。 能量密度优化路径分电极材料和结构优化两条路径。根据《Strategies toward the development of high-energy-density lithium batteries》报告，提升电池能量 密度意味着电池质量体积减少，同时储存电能增大。因此，优化能量密度的 两条路径为 1. 提升电极的比容量，比容量定义为单位质量的活性材料能放 出的最大容量，提升电极比容量可提升电极单位质量的容量，因此电池在相 同的质量的情况下，电极可放出的电量将有效提升，从而实现电池能量密度 的提升。例如采用硅碳负极、高镍三元正极是当前比较有效的提升电池体系 能量密度的措施。2. 优化电池结构，合理优化电池内部组分的结构占比，例 如采用固态电解质优化掉隔膜和电解液，合理调控各个组分的重量和厚度， 可以使电池在有限的质量下放出更多的能量。当前固态电解质+硅碳/锂金属 负极+高镍三元是锂电行业向高能量密度技术迭代的首选方案。
电池当前瓶颈之二：安全性痛点凸显，液态电解质体系成风险根源。锂离子 电池的电解液的主要成分为可燃烧的有机物碳酸酯类（一般包括 EC、PC、 DMC 等），在较高温度会发生热失控，碳酸酯类电解液的燃点通常较低， 在小于 200℃下很容易发生燃烧，电池在发生碰撞、使用老化等情况下，液 态电解质体系的隔膜将会被机械外力或者锂枝晶刺穿，导致电池短路热失控， 电解液发生泄露、燃烧。动力电池有更多的活性物质的质量和更高的充放电 功率，且电池包处在相对密封环境，发生内部燃烧容易导致剧烈爆炸等危害， 受到重点关注。
电池当前瓶颈之三：快充性能不足，影响使用效率。锂电应用场景中，消费 领域和动力领域对快充要求较高。充电速率决定了电池的使用效率，锂电池 的充电倍率提升意味着短时间可以充电更多的电量。根据《Fast Charging Lithium Batteries: Recent Progress and Future Prospects》报告，电池存在活化 阻抗、欧姆阻抗、扩散阻抗，这体现在电化学反应动力学机理层面，对快充 性能起决定作用的是电池的内部阻抗。电池在大功率充电时，锂离子大量插 层、迁移，需要电池体系较小的阻抗保证锂电池容量的相对稳定。《Solid electrolyte interphases in lithiummetal batteries》报告指出，在快充时，锂离子 迁移速率受电解液扩散阻抗和电极界面阻抗限制，易导致负极析锂和 SEI 膜 损伤。正极和负极扩散阻抗、负极过电位析锂风险及电解液 SEI 膜界面损伤 演化是快充性能的主要制约，需通过材料改性和工艺优化等方向缓解，核心 在于降低电池的欧姆阻抗、电化学阻抗、扩散阻抗。
2.2. 固态电解质：具有颠覆性突破的电池技术，满足主流需求
固态电池指的是锂电池中采用固态电解质的电池。电池中电解质的主要作用 是传输锂离子，同时隔绝电子的通过。在充放电过程中，锂离子在不同电位 下表现为穿过电解质和隔膜对正极和负极的嵌入/脱嵌的趋势来实现能量的 存储和释放。固态电池采用固态的电解质替换了传统的液态电解质，作为传 输锂离子的介质，固态电池和传统液态电池具有相同的电化学原理。
固态电池可提升电池安全性。当前电池的安全问题主要集中在电解液的易燃、 泄露等问题，由于固态电解质的燃点高、固态电解质不流动，因此固态电解 质有着穿刺不起火、不泄露电解质、不燃烧的优势，固态电解质可从根本上 解决电解液带来的安全性问题，大幅提升电池安全性。 固态电池在能量密度方面具有颠覆性优势。固态电解质替换了传统的电解液 和传统隔膜，可以使电芯更加轻薄。因此在相同质量的电池中，可以放入更 多的活性电极材料，固态电池能量密度可以突破当前的极限（300Wh/kg）， 已有企业制成能量密度 500+Wh/kg 的电池样品，固态电池的应用有望大幅 提升电动的续航水平并降低充电频率。 当前固态电池在快充方面有一定缺陷，但有着明确的优化路径。固态电解质 和电极间是固-固接触界面，容易产生接触不良、电池阻抗不均匀、界面反应 不均匀的情况，当前在固态电池技术中采用加压、纳米化分散等工艺可以有 效改良这种界面问题，技术突破路径较为明晰，未来固态电池的快充性能有 望得到提升。
2.3. 固态电池尚有瓶颈，分化出两条路线：半固态和全固态
固态电池包括全固态电池和半固态电池，半固态过渡，全固态是终极目标。 半固态电池是在固态电解质材料的基础上补加液态电解质来改良离子传输 性能，是介于液态电池和固态电池的过渡技术；全固态电池是不含有任何液 态电解质成分的固态电池，是未来固态电池体系终极的目标，由于当前全固 态电池还存在较多的技术瓶颈，半固态电池技术将率先落地；全固态电池技 术当前正在集中技术突破和中试线加速落地，未来将会有较大的增量机会。
固态电池的技术瓶颈主要集中在两方面：离子电导率和界面性能。1）固态 电解质离子电导率低，当前的固态电解质路线离子电导率为 10-8 -10-3S/cm， 远低于传统液态电解质的离子电导率（10-2S/cm）。2）固态电解质固-固接 触界面性能较差，成为电池稳定性的一大问题。由于固态电解质和电极是采 用固固接触，因此在电池循环过程中界面会出现应力损伤演化趋势，导致电 解质界面缺陷失效，界面阻抗增大。
2.4. 固态电解质技术路径分化明显，氧化物半固态路线相对成熟
氧化物固态电解质是当前半固态路线的优选。氧化物固态电解质作为固态电 池体系的核心材料，根据晶体结构与形貌特征主要分为石榴石型氧化物 （LLZO）、钙钛矿型氧化物（LLTO）和 NASICON 型氧化物（LATP）三大 技术路线。氧化物固态电解质主要通过将特定的前驱体加热制备成熔融态混 合物，或在常温下用粉磨机研磨为粉体后加压成型，作为电池体系中的固态 电解质膜使用。其致密化晶格结构赋予其显著区别于液态电解质的物理化学 特性：具有较好的机械强度和较高的电压稳定性，目前氧化物固态电解质具 备 10-6 -10-3 S/cm 的离子电导率。
氧化物路线是半固态电池是当前相对成熟的技术方案。氧化物固态电解质 相对来说更加成熟，但氧化物固态电解质的离子电导率与界面问题的短板较 为突出，需加入一定量的液态电解质缓解固固接触的界面问题，诞生了半固态的电池形态。由于减少了电解液用量，在一定程度上也可提升能量密度和 安全性。当前，半固态电池已实现初步商业化应用。
2.5. 全固态电池是终极目标，硫化物路线潜力更大
硫化物固态电解质具有较高的离子电导率，用于全固态电池的潜力更大。硫 元素的低电负性和大原子半径，能够形成宽锂离子传输通道，目前其室温离 子电导率突破 10-2S/cm 量级，可以和液态电解质媲美，理论上在材料离子传 输性能方面可完全取代液态电解质。出色的离子电导率，意味着硫化物全固 态电池的技术上限更高，从长期来看，实现全固态电池的终极目标，采用硫 化物路线的概率更高。当前国内外头部企业都在布局全固态的技术线，硫化 物占主导，预计 2027 年后量产。
2.6. 政策与需求双重驱动，固态电池技术落地势在必得
电池安全将成为未来电池发展的的重点方向。近期发布的 GB38031-2025《电 动汽车用动力蓄电池安全要求》强调电动汽车电池的安全性。新国标将于 2026 年 7 月正式实施。新国标首次将“不起火、不爆炸”设为强制要求。传统 锂离子电池由于有电解液问题，较难满足规定，下一代更加安全的电池技术 落地迫在眉睫。应用固态电解质可以更好地满足新国标对于安全性的要求。 国家层面资金扶持，加速行业发展。工信部和财政部牵头，或投入 60 亿元 鼓励全固态电池相关技术研发，有望显著加速固态电池行业发展进程，刺激 材料和设备放量。 动力电池市场规模逐年快速攀升。根据 EVTank，2024 年全球锂离子电池出 货达 1545.1GWh，其中动力电池 1051.2GWh。根据中汽协乘联会，2025 年 第一季度中国新能源车的产量和销量分别为 318.2 万辆和 307.5 万辆，同比 分别增长 50.4%和 47.1%，依旧保持较快增长。固态电池技术符合新能源汽 车对于长续航、高安全性的需求，潜在市场空间巨大。
低空经济的发展将明显带动固态电池需求。低空经济 2024 年首次写入政府 工作报告，明确为“新增长引擎”；全国超 20 省份或地市积极响应，发布 低空经济三年行动方案。当前传统液态电池不能满足低空装备的能量密度和 安全性。低空经济对飞行器的能量密度和安全性要求进一步提升，有力促进 固态电池的产业化进程。
固态电池材料体系较现有的电池材料体系存在较大差异，固态电池的兴起将 给新型材料带来广阔的市场空间。
3.1. 正极：高镍三元和富锂锰基因高能量密度成为主流
高镍三元具有更大的理论比容量，对电池的能量密度有较大贡献，适配固态 电池体系。三元正极材料是含有不同比例的镍、钴、锰的一系列化合物的统 称，其中镍对提升能量密度的贡献较大，高镍是当前提升电池能量密度的主 流方案。
富锂锰基是一种高能量密度的层状正极材料，为固态电池正极材料的备选 之一。不同于高镍三元，富锂锰基（LMR）正极采用一部分的 Li 替代 Mn 晶位，形成富锂锰基，由于提升了锂元素的含量，可以直接提升正极的容量 和能量密度，同时适合高电压放电，也是个前景广阔的高能量密度方案。富 锂锰基有着在高电位下会和电解液反应、电子电导率低、晶体结构不稳定等 问题，但技术瓶颈正逐渐突破，采用元素掺杂、表面包覆金属氧化物/氟化 物、工艺改性等方法均可取得较好改善效果，使之得以应用。
3.2. 负极：硅基负极和锂金属负极是下一代负极的首选材料
硅基负极的理论比容量高，已在消费电子领域应用，未来有望在动力电池领 域放量。硅基负极在固态电池中的应用也是进一步挖掘固态锂离子电池性能 潜力的重要策略。当前的 CVD 技术路线不断优化，已很大程度降低了硅碳 负极的体积膨胀率。未来，固态电池体系下可通过更强力学性能约束界面从 而进一步缓解膨胀问题。当前硅碳在负极的添加比例仅为 5％-10％，固态电 池体系下，负极掺硅量有望提升，充分发挥其高比容优势。
锂金属负极理论比容量达 3860mAh/g，是未来极具前景的负极技术路线。 锂金属负极的理论比容量（3860mAh/g）远高于传统石墨负极（372mAh/g）， 可使电池的能量密度进一步提升。在固态体系下使用锂金属负极更安全，锂 金属负极应用的一大阻力是锂单质易燃易爆，同时熔点较低，在液态体系下 难以应用，而在固态电池体系下有望充分发挥优势。当前主流工艺选用压延 法，利用锂金属的延展性和柔性，通过加压使锂金属附着在铜箔集流体上， 形成锂金属负极。
蒸镀工艺是锂金属负极的另一选择，或可加速应用落地。蒸镀技术产出的锂 金属负极产品优势在于：1）蒸发工艺可精准控制锂金属沉积厚度，防止过 量的锂金属诱导形成锂枝晶，提升能量密度。2）形成锂金属更加纯净，减 少产品杂质，可提升电化学性能，减少电池副反应。3）结合力、致密性、 均匀性提升，锂金属锂蒸镀过程中可实现纳米级结合，减少由于机械辊压形 成的界面缺陷，进一步降低锂金属负极再循环过程中的损伤演化问题。
3.3. 隔膜：向固态电解质复合膜迭代
固态电池技术路线或冲击传统隔膜产业，适应固态体系的复合膜有望增长。隔膜在传统液态电解质中起到防止短路作用，全固态电池体系理论上可无需 隔膜，但固态电解质复合膜仍有一定必要性，电解质复合膜有大孔径和超高 孔隙率，其中可填充固态电解质，骨架起支撑作用，辅助固态电解质成型。
3.4. 电解质：技术路径分化明显，短期看氧化物，长期看硫化物
当前固态电解质可分为硫化物、卤化物、氧化物、聚合物四个技术路线。其 中，半固态电池路线以氧化物为主，氧化物技术相对成熟，可短期内落地。 但长期来看，多数企业因潜力更大而布局选择硫化物路线用于全固态体系， 目前硫化物路线尚处于研发阶段，但突破路径明确。
短期：氧化物固态电解质是当前半固态电池落地方案首选。半固态电池技术 是固态电池技术的过渡阶段，氧化物半固态电池的生产大部分环节可以依托 现有的锂电池生产设备，设备更新成本相对较低。基本的技术路线为氧化物 固态电解质+电解液改性界面和离子电导率，氧化物电解质主要材料为锆系 材料，如 LLZO、LLZTO 体系。氧化物半固态电池和现有体系的区别是引入 了新的氧化物固态电解质材料取代大部分液态电解液，有着较高的技术成熟 度，已产业化落地，有望在短期内实现放量。
长期：氧化物路线存在本质不足，硫化物路线或更适配全固态体系。氧氧化 物半固态电解质本征离子电导率较低，仅为 10-4 -10-3S/cm。远低于液态电解 质 10-2S/cm，去除电解液相后，受氧化物电导率短板制约明显，难以在氧化 物路线开发全固态电池。相比其他固态路线，硫化物路线具有较高的离子电 导率，达 10-2S/cm，接近液态电解质，潜力较大。同时，硫化物力学特性较 软，延展性好，对锂电池界面特性有利，延展性好的硫化物固态电解质可以 更好贴合活性物质界面，同时刚度较低的硫化物可释放电池循环过程中的内 应力，缓解 SEI 膜的损伤。
硫化物路线当前技术突破路径明晰。硫化物固态电解质的核心技术难点主要集中在固态电解质界面接触问题、水敏感性、工艺质量的瓶颈，当前材料学 的解决思路较为明晰，可依靠改料改性、涂层、梯度设计等思路进行优化， 技术突破路径较为明晰，短期内有望取得一定进展。
3.5. 集流体：多孔铜箔及镍基集流体，适配固态电池体系
多孔铜箔助力电池高性能、高安全性，适配锂金属负极。多孔铜箔可以有效 诱导锂枝晶生长，提升了电池的安全性，此外多孔铜箔可减小金属锂和铜箔 的粘结力，减小二者的界面阻抗，从而提升电池的能量密度。在铜箔力学强 度和能量密度权衡优化下，多孔技术路线在固态电池体系中具有一定优势。
新型镍基集流体：适配硫化物体系。在硫化物固态电解质体系中，固态电解 质中的硫离子易与铜箔发生副反应，影响电化学反应的进一步进行，传统的 集流体可能不适配现有硫化物技术。而镍元素可以在表面形成致密的氧化膜， 阻止电解质和镍元素的继续反应，可能成为硫化物电解质路线集流体的较优 选择，目前，除了将镍元素镀层在铜箔上，也可以直接采用镍合金集流体， 反应驱动力较弱，表面氧化层可抑制反应，界面相容性理论更优。
3.6. 辅材：单壁碳管是更优的导电剂材料
单壁碳纳米管直径为几纳米，长度为几微米，具有极高的比表面积和优良的 电化学性能，可在电极中形成交联网络的导电路径。干法电极主要依赖物理 分散，碳纳米管干粉的低堆积密度以及较强的纤维化能力，使其在气流磨等 干法混合过程中更易形成均匀导电网络，从而成为该工艺所用导电剂粉的优 选和首选。单壁碳管同时可优化电极结构：单壁碳管具有优化界面结合力、 提供界面支撑的作用，尤其有利于缓解硅碳负极的体积膨胀。
各大企业中试线密集落地，将加速新型设备的采购。硫化物全固态电池采用 的工艺设备有别于现有体系，全固态电池的工艺中，前段侧重于“干”，中 段侧重于“叠”，后段侧重于“压”，随着各大企业固态电池的中试线落地， 新型设备放量在即。
4.1. 前段：干法电极设备成为前段工艺增量核心
干法工艺区别于湿法，无需溶剂即可实现活性物质与固态电解质均匀结合。 传统湿法工艺需要对电极材料、粘结剂、导电剂等颗粒进行搅拌-匀浆-涂布 -烘烤至完全烘干后进行辊压密实。而新型干法工艺需要将电极材料、粘结 剂、导电剂等进行纳米化均匀混料-改性至纤维化-压膜复合后通过高压、高 精度的辊压机设备辊压后得到干法电极/电解质膜。 干法工艺在固态电池体系中具有更大优势。传统湿法工艺通过高温蒸发液相 实现涂层，浆料涂层在厚度方向上会有活性物质浓度梯度分布，因此活性物 质不均匀。同时湿法高温蒸发产生温度梯度和液相蒸发，会带来收缩应力导 致电极材料开裂，结合力变差，这些不利因素不利于固态工艺。干法通过更 高均匀的分散和高压辊压实现更好的均匀性和界面。同时，干法还可以防止 硫化物和液体接触副反应。硫化物对水分敏感，生产环境需惰性气氛保护， 设备投入较大，干粉辊压法不需要使用溶剂，避免了溶剂与硫化物电解质之 间的副反应以及由此过程导致的离子电导率降低。成本侧方面，干法将优化 分散剂和高温蒸发工艺步骤，降低生产成本同时提升效率。干法和湿法两者 在工艺路线、核心设备及材料处理上均有不同，将置换大部分传统设备，成 为硫化物工艺重要增量点。
辊压机设备价值明显提升。干法电极工艺需专用辊压设备，而湿法工艺设备 改造难度大，干法的辊压机对压力、精确度、温度都需要较好的控制。干法 一体机成本更高，同时具有较高的技术壁垒，干法的辊压设备较传统液态的 辊压设备价值量有望明显提升。
4.2. 中段：叠片工艺有望占据主导地位
卷绕工艺在卷绕的转角具有缺陷，高精度叠片+等静压设备具有更大优势。 传统锂电生产制备路线中，有叠片法和卷绕法两种工艺。叠片工艺具有更好 的界面特性和更大的空间利用率。叠片路线下，电极电解质可以紧密结合。 卷绕工艺存在电极弯曲的内应力演化的问题。充放电过程中。折弯处容易掉 粉、毛刺、极片膨胀、隔膜拉伸等潜在问题。固态电解质对界面要求将会更 高，传统卷绕导致的边缘弯曲缺陷问题可能不再满足固态技术要求，全固态 落地，叠片有望成为中段主导工艺。同时，等静压设备通过加压使得电池具 有更好的界面性能。在全固态电池中，固固接触是很大的问题，高压静压可 通过加压保证电极和固态电解质接触的良好，是当前改良固态电解质和电极 界面接触的有效方案之一。
4.3. 后段：高压化成保证固态电解质的界面稳定性
高压化成是固态电池和液态电池在后段工艺中的主要区分点。电池在化成 过程中发生 SEI 生成反应和产气，在传统工艺路线中，产气后的电池通过抽 真空加压后即可进行封装。但固态电池由于具有固-固界面接触的问题，在 化成阶段容易出现界面气泡、缺陷演化，因此固态电池在化成环节需要更高 的压力来保证界面的紧密性，设备价值量将有所提升。
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