2025年固态电池行业专题报告：星火初燎——固态繁荣前夕，材料端多点开花

氧化物固态电解质落地提速， 硫化物为终极方案

传统锂电池应用广泛，能量密度和安全性是升级方向

锂电池（分为锂金属电池和锂离子电池）广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源， 以及电动工具、电动自行车、电动汽车、军事装备、航空航天、消费电子等多个领域。

能量密度偏低：液态锂电池的能量密度难以突破 350Wh/kg 的上限，当前主流的磷酸铁锂电池能量密度在 200Wh/kg 以下，三元 锂电池则处于 200-300Wh/kg 区间，这使其难以满足低空经济、机器人等领域的发展需求，制约了多场景下的应用。

液态电解质存在安全隐患：液态电解质中的有机溶剂具有易燃性与高腐蚀性，当出现过度充电、内部短路等异常情况时，电解液 会发热，存在自燃甚至爆炸的风险。

低温性能衰减明显：在低温环境下，电解液粘度增加会导致锂离子迁移速率降低，进而使电池充放电效率下降；同时，电解液电 导率随温度降低显著下降，这进一步加剧了电池性能的衰减。

政策端对电池提出了更加严格的要求：GB 38031—2025将热扩散测试要求从 “着火、爆炸前 5 分钟报警” 提升至 “不起火、 不爆炸”，新增底部撞击测试（无泄漏、外壳破裂或起火）及快充循环后安全测试（300 次快充循环后外部短路不起火）；工信 部明确将 “液态电池低温及安全技术攻关” 列为重点任务，推动 BMS 温控系统与热管理技术升级。

半固态电池技术工艺与液态电池相近，已率先量产

半固态电池由于其具备性能与兼容优势，基本可实现量产。 半固态电池的能量密度达350～450Wh/kg，支持10分钟快充，搭配热管理 系统可在-20℃至50℃宽温域保持性能稳定，满足整车续驶1000公里的需 求，比液态电池性能更优。 半固态电池是固液混合电解质电池，与当前的软包液态电池在装配上有 极大的兼容性，或超80%。剩下20%可通过现有产线改造完成，不需产业 链进行颠覆性变化即可实现规模化的高效量产。 目前宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技等国内企业， 已率先实现半固态电池量产，其中宁德时代半固态电池能量密度可达到 500Wh/kg左右，通过“半固态过渡＋全固态突破”的双轨战略，宁德时 代加速固态电池商业化进程。

固态电池产业链与液态锂电池大致相似

液态电池和固态电池的差异主要 在负极材料和电解质上。产业链 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，若完全发 展至全固态电池，隔膜也完全被 替换。 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。

聚合物固态电解质：常温电导率低，应用场景有限

聚合物易于合成和加工，率先实现商业化应用，但常温电导率低，整体性能提升有限，制约大规模应用与发展。 原理：聚合物固态电解质通过高分子基质（如聚氧化乙烯 PEO、聚丙烯腈 PAN 等）与锂盐（如 LiTFSI）络合形成离子传导 网络。锂离子在聚合物链段运动中通过配位-解离过程实现迁移，其传导效率与聚合物结晶度、锂盐解离度密切相关。  应用：聚合物固态电解质主要的应用场景在半固态电池，通过原位聚合、薄膜或与无机填料（如 LLZO、Al₂O₃）复合的方式 存在电池中。聚合物由于易加工、工艺兼容等优势，率先在欧洲商业化，技术最为成熟，但其电导率低、电化学窗口窄，仅 能和铁锂正极匹配，性能上限较低，工作时需持续加热至60℃，因此制约了其大规模应用，预计后续与无机固态电解质复合， 通过结合两者优势，有望在应用端性能突破。

复合铝箔或将成为固态电 池刚需，新型集流体具备百 亿市场空间

主流厂商加速布局固态电池，消费电池应用率先落地

消费电子对体积、安全与轻量的极端敏感，固态电池最为适配该场景。固态电池以其高能密度和固态电解质替代液态电解液 的安全特性，对手机、智能手表、TWS耳机等消费终端有天然吸引力。TDK已开发出能量密度达1000 Wh/L 的小型固态电池，专 门应用于这些移动设备中，可显著缩小电池尺寸、延长续航并提升可靠性。

动力电池存在验证周期长、产业链复杂等制约，消费电池或率先拥抱固态。动力电池要满足大容量、高一致性及长寿命一体 化要求，需要大规模测试与验证，涉及整车系统适配、热管理、BMS控制等复杂配套，导致固态电池在汽车端量产周期缓慢。 相比之下，消费电子仅需按产品周期快速替代，使技术验证节奏更快。

政策与投融资优先聚焦消费级与半固态产业落地。2023/24 年，地方政府和产业资本倾向的方向是消费端半固态电池的快速 落地。国内多家电池厂商已成功量产并装机消费场景，如孚能科技于无人机电池中率先完成交付应用。我们认为，上述固态场 景逐步验证路径或将决定消费类固态电池先于动力级实现产业化。

膨胀为核心瓶颈，减重与比能难题共筑消费级固态三大挑战

膨胀问题最核心：高硅负极或金属锂负极在真实循环中体积膨胀尤为 严重。以硅负极为例，锂化状态下其体积可膨胀高达300–400%，这种 剧烈膨胀会导致集流体撕裂、电极结构粉化、固态电解质/电极界面脱 黏，最终引发电池容量快速失效甚至安全事故。而固态电池缺乏液态 电解质的缓冲能力，对机械应力更加敏感。因此解决膨胀，是消费级 固态电池能否正式落地的关键先决条件。

减重需求显著：在手机、可穿戴设备等消费终端中，轻薄设计是用户 体验核心之一。传统铝箔较重，会影响电池整体比能。因此，要提高 固态电池在消费终端的竞争力，必须通过轻量化集流体来减重空间。 但目前多数减重技术尚处于实验阶段，尚未实现薄、有强韧性、可量 产的集流体方案。

能量密度难以突破：固态电池因固态电解质比重较高，会抵掉比能提 升的部分红利。与此同时，如果辅材（如集流体）仍然偏厚、偏重， 会进一步削弱电池整体的重量优化空间，使得目标的350–500 Wh/kg 比能难以实现。因此，减重集流体不仅为轻薄服务，更是打破固态整 体能量瓶颈的环节。

硫化物在工况环境与铜反应生成腐蚀层，严重影响电池性能

硫化物电解质与铜反应生成的腐蚀层严重影响电池性能：硫 化物电解质在含微量水/氧的环境中会与铜发生反应，生成 ?u2?，导致铜箔颜色逐渐变化，最终形成灰黑色腐蚀层，该 腐蚀层将降低电池库伦效率与容量，并在严重腐蚀时造成严 重微短路，对电池性能产生显著的负面影响。

工况环境中痕量的水（即使是ppm级）会导致铜集流体被硫化 物电解质腐蚀：在露点为-50℃的干房内，硫化物电解质与环 境中痕量的水分子反应产生腐蚀性?2?从而腐蚀铜箔。腐蚀后 的铜箔机械强度迅速降低，界面处产生大量的腐蚀副产物导 致全固态电池性能严重下降。具有正常铜集流体（无腐蚀） 的电池在循环过程中表现出接近100%的库仑效率，并且在100 次循环后，容量保持率达到82%，而轻微腐蚀铜集流体的电池 在初始循环期间，库仑效率相对较低（97%），大约20个循环 后逐渐接近100%，并且在100次循环后的容量保持率下降至 77%。

即使在严格无水无氧的手套箱环境中，铜与硫化物不发生反 应，但实际生产中完全无水的环境难以实现，因此需通过表 面改性解决腐蚀问题。

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编辑：火腿肠