固态电池是一种使用固态电解质完全替代传统液态电解液及隔膜的电化学装置，其核心特征 在于离子传导介质为固态物质，电极与电解质之间形成固-固界面。固态电池的工作原理主要 基于锂离子在固态电解质中的迁移机制。具体来说，电池的正极和负极分别使用高能量密度 材料如锂金属或类似材料。 1. 电池放电：在放电过程中，锂离子从负极通过固态电解质迁移到正极。固态电解质中的锂 离子通过固体材料的扩散通道进行传输，避免了液态电解质中电解液的挥发及腐蚀问题。正 极材料发生氧化反应，释放出电子，电子通过外电路做功，从而实现电流的产生。 2. 电池充电：在充电过程中，外部电源提供的电能使锂离子从正极迁移回负极，负极材料发 生还原反应，接收电子，完成整个电池的能量恢复过程。固态电解质在这一过程中发挥稳定 的离子传导作用。
1.1.依靠安全性、高能量、长寿命核心优势替代液态电池
在各项参数上，固态电池与传统液态电池相比有着较大提升：与传统液态电池相比，固态电 池最大的优势在于安全性，固态电池采用不可燃的固态电解质，彻底消除起火风险，在 800℃ 的高温下也可以做到不起火不爆炸；固态电池能量密度较高，目前可达到 400-500Wh/kg，而 传统液态电池容量最高在 200-300Wh/kg，且已经接近锂离子物理极限；固态电池循环寿命长， 循环寿命可超 5000 次；温度适应性高，在-30℃环境下容量保持率超 80%；充电速度快，根 据宁德时代新发布的技术，固态电池 15 分钟可充至 80%，速度远超传统液态动力电池。
根据电解质液体含量的不同，电池可以分为液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）、准固态（0- 5wt%）和全固态（0wt%）四大类，其中半固态、准固态和全固态电池统称为固态电池。半固 态电池已步入产业化期，处于进一步商业化关键节点。半固态电池的概念最早可以追溯到 20 世纪 70 年代，2011 年美国麻省理工学院的科学家 Yet-MingChiang 提出“液流电池”概念， 用带有细微颗粒的悬浮液作为电极研制而成半固态电池，在这种半固态电池中，电极是由微小的锂化合物粒子与液态电解液混合而成的泥浆状物质构成，这是半固态电池技术的重要起 源；2012-2016 年间是半固态电池的启动期，此时尚处于实验室研究和初步探索阶段；2017- 2022 年是半固态电池的高速发展期，这一阶段材料研发及电池性能提升取得进展，同时产业 界开始关注并布局相关技术；2023 年以来，半固态电池逐渐步入产业化，并处于商业化前夕 的关键节点。
全固态电池尚处于研发阶段，有望逐步实现量产。在早期电化学研究阶段，英国科学家约瑟 夫·汤姆逊前瞻性提出了利用固态电解质实现更稳定电池循环的概念，19 世纪中期硫化银、 氟化铅等固态电解质材料的发现为固态电池的后续发展奠定了关键基础；1992 年，美国橡树 岭国家实验室开发了一种无机固态电解质(LiPON)，并成功组装固态电池，标志着全固态电池 发展的重要转折点；随后多种固态电解质材料被陆续发现，21 世纪后市场需求的推动下，全 固态电池在电解质材料、电极材料以及界面工程等领域的研发取得显著发展；整体而言全球 各国都在积极发展全固态电池的研发，目前国内外多家公司已经明确固态电池量产的时间表， 建立起固态电池试产线，全固态电池技术正加快从研发走向量产的进程。
1.2.固态电池的正负极
1.2.1.正极：高能量密度体系是发展方向
固态电池正极材料的发展方向是高能量密度体系。锂离子电池的能量密度主要取决于正极材 料的能量密度，因此需要开发高能量密度的正极材料适配固态电池。半固态多沿用现有三元 材料，远期全固态电池更多可能使用高镍、钴酸锂、富锂锰基等高电压正极材料。传统电解 液的稳定电压窗口通常为 1.5-4.3V，当正极电压超过 4.3V 时，电解液会发生氧化分解，生 成气体和界面膜，导致容量衰减。但固态电解质的稳定化学窗口可达 5V 以上，能为高电压 正极提供安全运行环境，让固态电池中高镍、钴酸锂、富锂锰基等高电压正极材料的应用成 为可能。
1.2.2.负极：从石墨负极、硅基负极到金属锂负极
电池能量密度提升，从当前的石墨负极向硅基负极发展。当前锂电市场主流选择为石墨负极， 石墨负极各项技术较为成熟，容量方面已接近理论容量 372mAh/g，而硅基负极因其理论比容 量（室温下 3759mAh/g，400-500℃高温下 4200mAh/g）远高于石墨负极，被认为是新一代负 极的优秀材料。除容量优势外，硅基负极具有较低的脱嵌锂电位（~0.4Vvs.Li/Li+），充电时 可以避免表面的析锂现象。而硅基负极主要挑战在于其在充放电过程中体积膨胀明显，因此 当前硅基负极多与石墨材料进行掺混，在提升容量的同时也保证了其他关键性能的达标。
在各类负极材料中，金属锂具有极高比容量(3860mAh/g)和极低电极电势(-3.04V 相比于标准 氢电极电势)，是能源材料领域极具前景的核心负极体系。在金属锂电池中，金属锂的不均匀 沉积会导致锂枝晶生长、界面副反应增加并加剧负极体积膨胀，从而降低电池的充放电效率 和循环寿命。
1.3.应用场景升维，从替代液态电池到开创新产业
固态电池下游应用场景多元，是产业发展的动力基础：在新能源汽车、储能系统和消费电子 等传统电池领域满足长续航、多循环和微型化需求，在低空经济、人形机器人等新兴领域作 为可行的能源来源，是未来高科技产业的重要基础： 1. 解决传统领域痛点问题，促进产业技术进步：新能源汽车方面，固态电池可解决续航和 安全性痛点，能量密度理论上可以达到 500Wh/kg，支持续航超过 1000 公里。消费电子方面， 固态电池可实现手机等电子产品更轻薄的结构，并且能够提升耐用性和使用寿命。 2．引领新兴领域发展，未来产业升级的基石：eVTOL（电动垂直起降飞行器）对电池能量密 度提出刚性需求，其电池能量密度要求为 400Wh/kg 及以上，这一能量密度基准必须于依赖 半固态及全固态电池技术的突破；固态电池是人形机器人最为适配的产品之一，不仅能够显 著增强续航时间，并且具有不易燃、无腐蚀、不挥发等特性，能够最大限度提升机器人室内 工作安全性。
1.4.三大固态电解质体系各有优劣，适配不同场景
固态电解质主要分为三大体系：聚合物电解质、氧化物电解质和硫化物电解质。每种体系的 优缺点决定了其不同的应用场景和发展潜力。 1. 聚合物电解质体系：聚合物电解质主要由高分子聚合物基体、锂盐及添加剂构成，常用 的高分子聚合物基体如聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇(PVA)和聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA)等具有良好的机械柔韧性，易于处理和制造，并且在机械性能和界面相容性方面 表现优良。这种材料可实现薄膜化，适用于多种电池结构；但在常温下的离子电导率较低， 并且在高温条件下的热稳定性差，易老化，电化学稳定窗口较窄；这些属性限制了其在高性 能电池中的应用。 2. 氧化物电解质体系：氧化物电解质是含有锂、氧以及其他成分（磷/钛/铝/镧/锗/锌/锆） 的化合物。固态电池氧化物电解质按照电解质成分可分为晶态和非晶态型。晶态氧化物电解 质制造成本较低，可制备容量型电池，容易实现大规模生产，主要包括 GARNET（石榴石）型、 NASICON（快离子导体）型、LISICON（快离子导体）型、Perovskite（钙钛矿）型、AntiPerovskite（反钙钛矿）型固态电解质。氧化物电解质具有高机械强度、物理化学稳定性强、 耐压性好等优势，且这种电解质在高温条件下依然能够保持较高的锂离子电导率。但氧化物 电解质的界面接触能力差，界面稳定性较低，制备工艺复杂且成本较高，这些缺陷严重限制 了其商业化应用。 3. 硫化物电解质体系：硫化物电解质如 Li-Ge-P-S 体系具有极高的锂离子电导率，并且机 械强度高，与高容量硫正极材料兼容性好，其灵活的结构使其应用范围广泛。但是硫化物材 料具有对水和氧气的高敏感性，材料本身也存在潜在的易燃性，制造工艺复杂且成本高，这 些因素限制了其大规模商业化进程。
综合来看，国内外主要汽车和电池企业聚焦硫化物全固态电池，主流路线基本清晰。宁德时 代、丰田、三星 SDI 等企业均聚焦硫化物电解质，硫化物电解质凭借高离子电导率和良好的 界面接触性能，显著优于氧化物和聚合物路线。这种材料组合可使电池能量密度达到 350- 500Wh/kg，远超当前液态电池的 300Wh/kg 天花板。根据欧阳明高院士在第二届中国全固态 电池创新发展高峰论坛的发言，2025 年全固态电池的发展将确定主攻技术路线。
1.5.多项规范政策出台，支持固态电池行业发展
国家陆续出台了多项政策，鼓励固态电池发展与创新。2022 年 6 月，工信部发布《科技支撑 碳达峰碳中和实施方案（2022-2030）》，首次将固态电池作为高效储能技术发展方向；2023 年 1 月，由工信部等六部门携手制定的《关于推动能源电子产业发展的指导意见》中，又进一 步细化了对固态电池标准体系研究的强化要求；2023 年 12 月，由工信部提出的《关于加强 新能源汽车与电网融合互动的实施意见》中，要求推动动力电池循环寿命提升至 3000 次及 以上，攻克高频度双向充放电工况下的电池安全防控技术；2024 年 6 月发布的《锂电池行业 规范条件（2024 年本）》进一步规范了对固态单体电池产品的性能要求。2025 年 4 月发布的 《2025 年汽车标准化工作要点》中，提出了推动制定固态电池标准子体系，加快全固态电池 等标准研制，为固态电池产业发展提供政策指引。下个月发布了《全固态电池判定及试验方法》，该标准首次明确了“全固态电池”的定义，要求离子传递完全通过固体电解质实现，与 混合固液电解质电池形成严格技术分界，推动固态电池行业规范化发展。
1.6.国内外厂商齐头并进，2027 年目标量产
海外企业全固态电池预计量产时间在 2026 年后，日韩和欧美企业的研究布局较早，研发规 模较大。从技术路线来看：日本和韩国企业主要布局硫化物技术路线，欧美企业技术路线较 为多元。
从技术路线和规划来看，国内企业聚焦高镍三元+碳硅负极+硫化物路线。部分企业采用多元 化电解质布局。全固态电池能量密度在 400Wh/kg 左右，预计 2027 年前后实现量产。
2.1.固态电池生产流程变化
2.1.1.传统液态电池生产流程
传统锂电池生产工艺流程主要分为前、中和后道三个环节：前道为极片制造，多采用湿法制 备正负极片。将混合导电剂、粘接剂的浆料均匀涂覆在正负极片，后经过烘干与集流体辊压 复合，再通过分切设备将宽幅极片切割为符合电芯尺寸的窄条形成电极片。 中道工序聚焦电芯组装，需要进行注液、焊接和密封。通过卷绕或叠片工艺将正负极片与隔 膜组合成电芯主体，随后将电芯装入金属或铝塑膜外壳中，并进行烘干以去除残留水分，此 后注入电解液，最后通过焊接封口。 后道工序则注重电池性能检测，重点在化成分容。流程包括清洗电芯表面残留电解液，干燥 存储以稳定电解质状态，以及通过检测设备对电池外观、尺寸和电性能进行筛选，最终通过 充放电激活电池并测试实际容量。
2.1.2.固态电池生产流程
固态电池前道工艺可以采用干法或湿法。湿法与传统液态前道工序基本无异；干法电极为近 年新兴技术，具有低成本、低能耗、高性能的优势。干法电极是在干燥状态下混合活性物质、 导电剂与粘结剂，经干法涂布成形，后通过辊压复合至集流体表面；电解质膜亦可通过干/湿法制备，干法可通过辊压/熔融挤出/静电喷涂三种方式成膜，国内主要使用辊压为主，最后 进行分条定型。 中段取消隔膜、注液工艺，新增胶框印刷、等静压。经辊压和分条完成定型后，在叠片前会 增加胶框印刷环节，把树脂音刷到电极边缘形成回形框，在压力下起到支撑绝缘作用，随后 通过叠片堆叠极片与电解质层。在进入后道前，通常添加等静压环节以提升电解质与极片的 致密性，优化界面接触；半固态则仍需保留隔膜结构、注液量较少仅需浸润。 后段工艺不变，改用大压力化成。部分全固态电池通过大压力化成设备对电芯施加高压，常 规电池拘束压力要求 3-10t，固态电池化成拘束压力一般要求 60-80t（10Mpa 压强/单个电 芯）；部分会使用预锂化技术。
相比传统液态锂电制作，固态电池的制造工艺变化主要集中在前、中道。由于固态电池材料 易与水、空气等其它物质反应，整体、生产组装环节的密封性有不同程度提升。
2.2.前道环节：干电极助力降本，电解质成膜工艺创新
前道环节：湿法制膜的设备与传统液态电池差异较小；若引入干法工艺，则对应需新增干法 电极、涂布设备等。干法工艺的核心在于成膜技术，被视为未来的主要趋势。干法不仅是电 池降本的有效手段，也适配全固态电池的制片工艺，与湿法电极工艺相比，具有更高的负载 能力且不易开裂，更适用于硫化物电解质的特性。
2.2.1.干法电极设备
干电极核心优势在于低成本。从干法制备电极的工艺流程来看，相较于传统锂离子电池制程 大大缩短，不需要使用溶剂及其相关的蒸发、回收和干燥设备，能耗也显著降低，因此对电 池制造降本增效具有积极意义。根据美国干电极设备供应商 AM Batteries，采用其干法设备 可在电极制造中节省 40%的资本支出和 20%的运营支出，同时能耗和碳排放也将降低 40%。对 于硅基负极而言，干法电极工艺也被视为解决其循环性能和倍率性能瓶颈的有效手段之一。
干法电极设备用于制备固态电池的正负极电极，替代传统湿法涂布工艺。干法工艺是硫化物 固态电池刚需，由于硫化物固态电解质对空气和水分高度敏感，干法工艺成为其量产的必要 条件。目前干法电极的研究主要有通过喷涂方式和通过辊压方式进行制备两种开发策略。
2.2.2.涂布设备
涂布设备将固态电解质均匀涂覆在电极表面，形成离子传导层。干法电极涂布机采用无溶剂 工艺，实现高能量密度电极制备，确保电极材料的均匀性和一致性。先导智能全固态整线解 决方案覆盖全固态电极制备，2025 年公司为韩国头部电池企业客户定制的固态干法电极涂布 设备已顺利发货至客户现场。赢合科技推出了第三代干法混料纤维化+干法成膜工艺集成化 设备。
2.2.3.锟压设备
辊压是成膜环节关键工序，干法工艺设备要求提升。辊压的核心目标是将膜片厚度减薄至满 足叠片或连续收卷需求，同时提升膜片的张力与强度，实现工业化生产，是保证电极厚度均 匀一致的关键步骤。干法电极工艺对辊压设备的性能提出了更高要求，特别是在工作压力、 辊压精度和均匀性方面。由于干法电极缺乏液态溶剂的润湿作用，颗粒间结合力较弱，因此在辊压过程中需要通过更大的外部压力来实现颗粒的紧密压实。此外，辊压精度和膜厚均匀 性对电极的成品率、能量密度和电池性能稳定性至关重要。 辊压机的成膜性能及生产效率是决定干法工艺能否实现量产的核心要素。干法辊压的速度和 压力直接影响极片的压实密度，行业领先水平的压实密度目标为负极压实>1.6g/cm³，三元正 极压实>3.5g/cm³，铁锂正极压实>2.5g/cm³。在生产效率方面，成膜的速度和宽度是关键因 素。清研纳科提出，负极成膜速度需达到>80 米/分钟，正极成膜速度>50 米/分钟，幅宽>1000 毫米，并实现多幅（6 幅）制造，才能接近湿法电极的生产效率（双面湿法速度可达 160m/min）， 满足大规模生产的需求。
2.3.中道环节：叠片+极片胶框印刷+等静压技术
中道环节：叠片工艺在固态电池装配工艺中有望成为主流，配套设备精度要求大幅提升，需 要使用无隔膜叠片机替换传统叠片卷绕机械；新增胶框印刷机用于结构稳定；新增等静压设 备用以增强电芯内组件界面之间的接触效果，等静压材料致密化能力可迁移至固态电池中， 改善孔隙率与电极和电解质的界面复合问题。
2.3.1.叠片机：全固态主流装配工艺，精度要求大幅提升
叠片工艺是全固态电池的主流装配方案。全固态电池需在无液态介质条件下实现固态电解质 层与电极层的紧密贴合，无机电解质由于韧性和延展性较差无法适用传统液态电池中常见的 卷绕工艺，而叠片工艺可以通过正极、固体电解质膜和负极的简单堆叠实现电池各组件的集 成，从工艺成熟度、成本、效率等方面考虑，是最适用于全固态电池的装配工艺。当前，丰 田、Quantum Scape 等头部企业均以叠片工艺为核心推进全固态电池量产。因此在固态电池 中段设备中，叠片机有望取代卷绕机占据主导地位。
固态电池对叠片设备提出严苛要求。一方面，叠片压力需要精准控制，既要保证相邻极片之 间的贴合度，又要避免固态电解质产生微裂纹，直接导致电池短路；另一方面，在压合过程 中，容易出现固态电解质膜与电极膜之间因横向作用力而发生相对偏移的问题，且叠片过程 中，正负极边沿处容易因压合作用而出现弯折接触而导致短路的情况，因此固态电池用叠片 设备需要具备更高的精度和稳定性。
2.3.2.胶框覆合技术：提升固态电池极片贴合度，避免内短路问题
在固态电池制造领域，现有的生产工艺仍存在不成熟之处。具体而言，在将裁断后的极片料 卷（单片极片）与其他极片进行复合、进而制备固态电池电芯的过程中，一个突出的问题是 难以实现相邻极片间的高精度贴合。这种贴合不良的状况最终会造成固态电池电芯质量受损。 为了解决这一影响电芯性能的关键贴合度问题，利元亨在其公开的专利中提出了固态电池极 片胶框覆合方法。该专利技术能够显著增强复合过程中相邻极片间的贴合程度，以此保障所 生产固态电池电芯的质量水平。
2.3.3.等静压设备：致密化与界面问题的潜在解法
固态电池设备开发侧重高压致密化与电极/电解质复合。在传统液态电池中，电极孔隙通过 液态电解液的浸润形成连续的离子传输通道，然而固态电池中固态电解质的刚性特征使其难 以充分填充高孔隙结构，因此固态电池中孔隙率需控制在 5%以下，才能保证锂离子的快速传 导。同时，固态电池中电极/电解质界面的物理接触质量远逊于液态体系，界面阻抗成为性能 的主要限制因素。为了解决上述问题，高压致密化工艺、电解质&极片复合工艺成为固态电池 制造的关键工艺，设备开发的重点落在增强电解质/电极紧密复合和电极致密化，提升界面 均匀性。 等静压是一种先进的材料致密化技术。等静压技术是将待压件的粉体置于高压容器中，利用 液体或气体介质不可压缩和均匀传递压力的性质从各个方向对加工件进行均匀加压，使粉体 各个方向上受到的大小一致的压力，从而实现高致密度、高均匀性坯体的成型。在这过程中， 材料的特性与尺寸、形状、取样方向无关，而与材料的成型温度、压力有关。等静压技术本 身是一项成熟的技术，在陶瓷、粉末冶金等领域已有广泛应用。在固态电池中，传统热压、 辊压方案提供压力有限且施加压力不均匀，难以保证致密堆积的一致性要求，进而影响电池 性能。而等静压技术可以有效消除电芯内部的空隙，提升电芯内组件界面之间的接触效果， 进而增强导电性，提高能量密度，并减少运行期间的体积变化。
按成型和固结时的温度高低，等静压机主要分为冷等静压机、温等静压机、热等静压机三类。 冷等静压是目前最常用的等静压成型技术。冷等静压机在常温下运行，无需加热装置，一 般由加压站、冷却系统、缸体（钢筒）、框架、上端塞（顶盖）、控制柜等组成。通常利用 液体（例如水或油或乙二醇混合液体）为压力介质，利用橡胶和塑料作包套模具材料，相 比热等静压，可对粉末施加更高的压力（100-630MPa），可为下一步烧结、煅造或热等静压 等工序提供具有足够强度的“生坯”，并可在烧结之前对其进行较为精细的机械加工，显著 减少烧结后制品的加工量。在固态电池应用领域，有研究人员利用冷等静压技术制备石榴 石基超薄柔性复合固态电解质膜，另有研究人员采用冷等静压-高温固相法制备Li6.3Al0.15La3Zr1.75Ta0.25O12 固态电解质。
温等静压存在一定调控难度，海外企业有所布局。温等静压机利用液体或气体作为工作介质， 在密闭容器中通过增压系统逐步加压，使得被加工的物体在各个表面受到相等的压强，并在 模具限制下完成成型过程。与冷等静压机相比，温等静压机在工作过程中会加热介质或工件， 以达到特定的温度条件，从而促进材料的致密化、扩散或相变等过程，工作温度一般不超过 500℃，压强范围可达 300MPa 左右。但是温等静压的温度和压力对于制品有着很大的影响， 较难实现对温度的精准控制，同时工作缸内均温性也难以得到保证。据锂电中国和中国工艺 新闻网的报道，三星 SDI 在固态电池产线中测试中采用了水压和辊压工艺的温等静压机，瑞典高压设备专业供应商 Quintus Technologies 在其电池应用中心投入的 QIB180 实验室电池 压机也是温等静压机。
热等静压适用性好但成本较高。热等静压机需要以较为昂贵的氩气、氮气、氦气等惰性气体 或其他混合气体作为压力介质，向制品（粉体或已经成型的样品）施加各向同等压力 （100~200MPa）的同时利用加热炉对制品施加 1000~2200℃的高温，从而使制品得以烧结或 致密化的过程。在固态电池生产中，热等静压机能够确保电池组件在高压和高温下受到均匀 的压力，从而产生高度均匀的材料，提高电池的整体性能；可控性强，通过调节压力和温度 等参数，可以精确控制固态电池的致密化和界面接触过程，满足不同应用场景的需求；适用 范围广，热等静压机适用于不同材料和结构的固态电池生产，具有广泛的适用性。
2.4.后道环节：新增高压化成设备
后道环节：固态电池要求大压力化成，化成压力要达到 60-80 吨，由此产生高压化成分容设 备需求，低压化成被替换为高压化成，需配备高压化成分容机以激活固态电池性能。固态电 池需要高压化成的核心原因在于其独特的固-固界面特性和离子传导机制，这与传统液态电 池的化成过程存在本质差异。 解决固固界面接触问题：固态电解质与电极之间是刚性接触，存在微观空隙和接触不良，必 须通过高压（通常 60-100MPa）压制才能消除界面空隙，增大有效接触面积，促进固态电解 质与电极的物理/化学结合。 激活离子传导通道：固态电解质离子电导率低，需要高压化成实现强制锂离子穿透固固界面 屏障，在界面处形成离子导通网络，以及降低界面阻抗。
3.1.研发能力提升，全固态电池将迎来黄金发展期
截至 2023 年，全球固态电池专利申请量排名前 5 的国家和地区依次为：日本、中国、美国、 韩国、欧洲。日本的专利申请量排名世界第一，在电池领域的研究起步早、积累丰富。日本 打造车企和电池厂共同研发体系，政府资金扶持力度超 2 千亿日元，力争 2030 年实现全固 态电池商业化。中国的专利申请量排名世界第二，自 2016 年以来专利申请量跃居世界首位。
2022 年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显进展，但是目前仍然面临着尚未完全解决 的离子电导率问题、固固界面问题和循环性能问题等，预计其产业化时间节点将在 2030 年 左右。根据前瞻产业研究院的数据，2024 年中国固态电池行业市场规模已经达到 20 亿元， 2025 年固态电池市场规模预计达到 86 亿元，2026 年将进一步增长到 205 亿元，2030 年中国 固态电池行业市场规模将达到 1163 亿元。
根据 EV Tank 数据显示，2023 年中国固态电池行业出货量已经达到 1GWh，预计 2024 年固态 电池出货量达到 3.3GWh，2025 年进一步增长到 11.1GWh，固态电池量产实现后出货量进一步 快速增长，进入快速增长期，在 2030 年预计出货量达到 614.1GWh。 根据中商产业研究院的数据，目前固态电池的渗透率较低，2023 年固态电池渗透率不到 0.1%， 随着固态电池的发展以及量产，渗透率快速提升，预计 2030 年固态电池渗透率可以达到 10%。
3.2.固态电池与 eVTOL 完美契合
eVTOL 飞行器主要由机体子系统、导航通讯与飞控子系统、动力子系统和能源子系统构成。 eVTOL 的动力系统采用分布式推进系统（DEP，Distributed Electric Propulsion），该设计使其 能够提升动力系统的安全性冗余、有效降低本机噪音（降低约 10%~15%）和最大限度提升动 力系统的能源使用效率。 对于 eVTOL 飞行器来说，电池有两项关键性能指标与 eVTOL 综合性能紧密相关，一是能 量密度，一是功率密度。相比较来说，电池功率密度（单位质量电池的放电功率大小）是 eVTOL 飞行器更关键的性能指标，因为它决定了 eVTOL 是否可以安全起飞和着陆。而另一方面， 能量密度（电池平均质量所释放出的电能）大致上决定了 eVTOL 的航程范围，目前 300Wh/Kg 能保证 200~300 公里航程。
作为 eVTOL 技术的核心组件，电池的性能和安全性直接决定了 eVTOL 飞机的性能和市场 接受度。能量密度方面，eVTOL 垂直起飞所需要的动力是地面行驶的 10-15 倍，商用门槛高 达 400Wh/kg，且未来能量密度要求将会达到 1000Wh/kg，远高于当前车用动力电池的能量密 度；充放电倍率方面，eVTOL 的飞行需要经历起飞、巡航、悬停等阶段，其中起降阶段要求 电池的瞬间充放电倍率在 5C 以上；安全性能、循环寿命等方面，eVTOL 对电池的要求也极 为严苛。
政策引导，eVTOL 将成为固态电池商业化的助推剂。2024 年 3 月 27 日，工信部等四部门印 发《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030 年）》，明确提出推动 400Wh/kg 级航空锂电 池产品投入量产，实现 500Wh/kg 级航空锂电池产品应用验证。鉴于传统液态锂电池能量密 度限制和 eVTOL 对电池性能的高要求，固态电池有望率先在 eVTOL 市场放量。
2025 年，随着低空场景应用的拓展与落地，相关电池企业订单及融资等动态不断，国内电池 企业密集加码低空经济赛道：孚能科技 1 月 23 日透露已实现全球首批 eVTOL 电池量产交 付；宁德时代在 2 月 11 日港股招股书中提出航空电池产能规划，并投资峰飞航空；亿纬锂能 2 月 21 日已助力 AS700D 载人飞艇首飞，3 月 18 日宣布为小鹏汇天提供飞行汽车电池；珠 海冠宇 3 月 13 日宣布完成 9 亿元增资，强化无人机业务布局；中创新航、国轩高科分别与 小鹏汇天、亿航智能展开合作，加速抢占低空经济新高地。 在 CIBF2025 上，固态电池成为核心展示方向之一，多家企业展示了面向低空经济场景的动 力电池方案，涵盖城市空中交通、工业无人机、载人飞行器等应用方向，产品普遍强调轻量 化设计、倍率输出与冗余安全体系。赣锋锂业 500Wh/kg 级全固态电池，配套硫化物电解质 与锂金属负极，10Ah 级样品已实现小批量生产，计划年底交付验证样品；亿航智能联合欣界 能源推出“猎鹰”锂金属固态电池，能量密度达 480Wh/kg，循环超 1000 次，eVTOL 续航提升至 48 分钟以上；产业链企业亦开始介入系统集成与平台适配，如海目星联合欣界能源启 动 5GWh 固态电池产线建设。飞行电池成为固态电池工程化验证的重要接口，也在低空经济 打开新的增长预期。
3.3.人形机器人突破“最后一公里”的关键推手
人形机器人的发展紧迫性，本质上反映了人类社会向“人机共生”文明跃迁的临界状态。当 劳动力缺口扩大、AI 技术成熟、能源革命突破、地缘竞争加剧等多重因素形成共振，其发展 已不再是“是否必要”的选择题，而是“以多快速度实现”的生存命题。 当前人形机器人的“能源之困”具体体现在三个方面：其一，锂电池续航能力不足导致作业 中断频繁，例如特斯拉 Optimus 仅能支持数小时基础任务；其二，电池体积和重量占比过高， 限制了机器人的灵活性与轻量化设计；其三，极端温度下的性能衰减与潜在热失控风险，阻 碍了其在工业、救援等场景的应用。这些短板恰恰与固态电池的高能量密度、快速充放能力、 结构紧凑性和热稳定性形成鲜明互补。
当固态电池与人形机器人深度融合，这场“能源革命”将改写机器人的能力边界。更高能量 密度的电池可支持全天候自主作业，超快充技术让机器人像人类一样“即充即用”，而本质安 全特性则拓宽了其在家庭、医疗等敏感场景的适用性。 2025 年，随着技术迭代与应用场景扩展，固态电池未来或有望成为人形机器人能源系统的首 选，主要体现在以下四方面： 1、 传统锂电池的能量密度已接近理论极限（约 300Wh/kg），而固态电池通过固态电解质替 代液态电解质能量密度理论上可提升至 500Wh/kg 以上，为人形机器人的高强度作业提 供更持久的动力支持。 2、 人型机器人在工业巡检家庭服务等场景中可能面临碰撞、高温等极端环境。液态锂电池 存在漏液、短路甚至爆炸风险，而固态电池的固态电解质具备更高的热稳定性，即使受 外力冲击也能保持结构完整。 3、 固态电池体积更小、重量更轻，可显著优化人形机器人的机械设计。例如，特斯拉 Optimus 的迭代版本通过采用固态电池，整体重量减轻 15%，腾出的空间用于提升关节灵活性与 传感器密度。 4、 人形机器人需集成更多传感器与 AI 模块，能耗压力倍增。固态电池的高能量密度与低自 放电率可为复杂算法与多模态交互提供能源保障。
具身智能机器人有望成为带动锂电池需求增长的重要驱动力，并推动高能量密度、高安全性 电池技术的迭代升级，重塑细分市场格局。
根据高工机器人产业研究所的数据，中国人形机器人市场预估销售量在 2025 年将达到 7300 台，市场规模有望接近 24 亿元，到 2030 年，销量将达到 16.25 万台，市场规模将超过 250 亿元。预计到 2031 年，人形机器人进入快速起量期，到 2035 年销量有望达到 200 万台左右， 届时中国人形机器人市场规模有望接近 1400 亿元。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
