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从锂电池发展趋势来看，固态电池被认为是最具潜力的下一代锂电池技术。
相较传统液态电池，固态电池在能量密度和安全性方面的优势明显，并具有更高的机械强度与稳定性。
韩国现代汽车近日宣布将在3月首次向公众展示其全固态电动汽车电池试点生产线，并计划在未来十年内投入超过90亿美元用于电动汽车电池技术的研发。
国内厂商广汽集团、卫蓝新能源、清陶能源、欣旺达等企业计划在2026—2027年实现固态电池或半固态电池量产，比亚迪及宁德时代计划于2027年实现固态电池小批量生产，长安汽车近日宣布2027年推进全固态电池逐步量产。
当前全固态电池量产节点临近，全球各大厂商加码布局，产业进程全面提速。
本文将对固态电池产业链核心环节进行解析。
01
固态电池行业概览
固态电池是使用固态电解质取代传统锂离子电池中的电解液的新型电池。
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）、全固态电解质电池。
固态电池发展路径：
资料来源：《全固态锂电池技术的研究现状与展望》，中粉固态电池、行行查
液态电解质电池：
是目前市场上主流的锂电池技术体系。多采用有机液态电解质，具有易燃易挥发特性，液态电池存在安全隐患易发生热失控并引起自燃。
混合固液电解质电池：
也称为半固态电池，是液态电解质电池向全固态电池过渡的一种中间形态。其结合了固态电解质和液态电解质的优点，既保留了液态电池的高电导率，又具备了固态电池的高安全性和长寿命。
全固态电解质电池
：也称为全固态电池，是使用固态电解质完全替代传统液态电解质的锂电池技术，具有能量密度高、充电速度快、工作温度范围宽等优点。不过目前全固态电解质电池的技术尚未完全成熟，且固态电解质与电极之间的界面稳定性问题仍需解决。
液态锂电池、半固态和全固态电池的体系差异：
资料来源《Solid-State Battery Roadmap 2035+》，行行查
半固态电池
在全固态电池正式进入商业化阶段之前，半固态电池是理想的过渡技术解决方案。
半固态电池材料体系较液态电池变化较小，工艺设备与液态电池的重合度较高，可继承现有的成熟产业链，正在率先实现产业化落地。
锂电池技术发展趋势：
资料来源：许晓雄等《全固态锂电池技术的研究现状与展望》
其能量密度相较于传统液态电池有显著提升，可以达到275Wh/kg至290Wh/kg，甚至更高。例如，蔚来ES6搭载的150kWh半固态电池组，能量密度达到了261Wh/kg，比传统的锂离子电池能量密度高出约44%，续航里程可达930公里。
国内企业当前大多以半固态方案作为过渡的中间路线，率先实现装车应用进入产业化阶段。
公开资料显示，太蓝新能源是业内首家实现量产半固态电池的企业，一期工厂首条0.2GWh产线早在2022年实现半固态锂电池产品量产，这也是国内首条实现量产的半固态锂电池产线；太蓝新能源与长安汽车联合发布了无隔膜固态锂电池技术，计划2026年实现装车验证。
卫蓝新能源湖州基地第一颗固态动力电芯于2022年11月下线，并在2023年6月正式向蔚来交付360Wh/kg锂电池半固态产品，目前已成为多家车企的半固态电池供应商。卫蓝新能源是中国科学院物理研究所固态电池技术唯一的产业化平台，目前已拥有北京房山、江苏溧阳、浙江湖州和山东淄博四大基地，规划产能超过100GWh。
清陶能源已建成国内首条0.1GWh固态锂电池产线，并在宜春、昆山等地建设了多个固态电池产业化项目，规划产能超过数十GWh。清陶能源的第三代全固态电池正在产线设计和工艺开发阶段，能量密度超500Wh/kg，预计2027年量产；客户包括北汽、上汽、广汽等；搭载清陶固态电池的上汽智己L6已于2024年5月上市。
孚能科技第一代半固态电池已实现量产出货，已与多家车企合作，包括东风岚图、一汽解放、吉利雷达、广汽埃安等；预计2025年完成第二代半固态电池的量产。
赣锋锂业在2023年实现了第一代固液混合电池的初步量产，同年与赛力斯合作，将半固态电池搭载在SERES-5车型上实现了正式交付装车。此外，赣锋锂业已经与长安汽车签署了《合作备忘录》，双方将加快推进半固态电池研发合资项目及制造产业化项目，长安汽车计划从2025年开始逐步量产应用半固态电池，并将在其旗下品牌车型中搭载赣锋锂业的半固态电池。
蜂巢能源推出了全球首款方形半固态电池——二代果冻电池，并已完成A样开发。
在搭载半固态电池的车企中，蔚来ET7搭载卫蓝新能源提供的150kWh半固态电池组，电芯能量密度高达360Wh/kg，是目前全球量产中能量密度最高的半固态电池；
上汽智己L6搭载上汽清陶共同研发的新一代固态电池，支持900V超充功能，智己L6光年版已向工信部提交申报；
东风岚图“追光”已推出搭载半固态电池的车型；
长安深蓝计划在2025年量产搭载半固态电池的车型；
广汽昊铂计划2026年推出搭载大容量全固态动力电池的高端品牌车型。
此外，还有多家车企如奇瑞、比亚迪、宁德时代等也公布了固态电池或半固态电池的研发和量产计划，预计在未来几年内将有更多搭载半固态电池的车型上市销售。
中国电动汽车百人会副理事长兼秘书长张永伟表示，目前国内半固态电池技术先行，2025年具备固态电池技术内容的出货量(包括车载与非车载领域)有望突破10GWh；全固态电池当前处于核心技术突破和验证阶段，有望在未来2-3年完成小批量上车。
当前制约全固态电池产业化的主要局限在于：材料技术、制备技术还不够成熟，生产成本过高。行业普遍认为全固态电池大规模产业化节点在2030年左右。
中国全固态电池产业化时间表：
资料来源：TrendForce
02
固态电池产业链
固态电池产业链包括上游金属材料和矿资源供应，主要进行锂、镍、钴等金属矿产的开采、电池材料包括正极、负极、固态电解质等关键材料；中游聚焦固态电池材料生产，包括电芯设计和制造以及相关设备；下游是固态电池制造环节以及动力、消费、储能等各领域应用场景。
固态电池产业链：
资料来源：行行查
固态电池产业链与传统锂电池大致相似，最大区别在于原材料的迭代升级。
产业链关键变化环节为固态电解质＞新型负极＞新型正极。
主流厂商按照半固态到全固态的发展路径布局，核心变化在于引入固态电解质，采用固态电解质取代传统液态锂电池易燃易爆的有机电解液和隔膜。
固态电解质
与液态锂离子电池相比，固态电池在材料端的核心变量为固态电解质。
固态电解质核心功能是为锂离子在正负极之间的传输提供通道，用于提升电池安全性能。
固态电解质的主要技术路线有聚合物氧化物电解质、硫化物电解质、聚合物电解质三大类。
氧化物电导率适中而稳定性好，目前研发验证进展较快；
硫化物电导率最高，远期发展潜力大，但稳定性差、成本高昂；
聚合物性能上限较低，电导率受限，但应用难度小，是半固态方案短期之选。
全固态电解质技术路线尚不明确，研发难度较大周期较长。
固态电解质介绍：
资料来源：行行查
氧化物路线
固态电解质氧化物路线是采用氧化物材料作为固态电解质，以替代传统液态电池中的电解液和隔膜，实现电池的高能量密度和长寿命。
氧化物电解质按照形态可分为晶态和非晶态电解质。
当前国内主流固态电池路线是以氧化物为主，该技术路线布局厂商主要有清陶能源、天目先导、蓝固新能源、赣锋锂业、鹏辉能源等。
清陶能源专注于氧化物固态电解质技术路线，已突破核心固态电解质（LATP、LLTO、LLZO）的生产技术，并率先实现了半固态电池的量产；天目先导一代LATP（锂铝钛磷酸盐），二代LLTO/LLZO（锂镧锆氧、锂镧锆钛氧）可以粉体及浆料形式批量交付，产能达3000吨/年，三代超高离子电导率新型固态电解质在研，主要供货给卫蓝新能源；赣锋锂业聚焦氧化物厚膜技术路线（LLZO/LISICON），发明了新型的“polymer-in-ceramics”类型弹性特质的无机-聚合物复合固态柔性电解质膜。
此外，厦钨新能已经实现了氧化物固态电解质的吨级量产；上海洗霸自2022年起开始跨界布局固态电解质领域，已完成多批次多品种固态电解质的试生产客户送样和产品验证；金龙羽已完成10kg级LATP固态电解质粉体和浆料的制备工艺验证，并具备年产10吨级的产能。
资料来源：《全固态锂离子和锂金属电池》，行行查
硫化物路线
硫化物固态电解质因其超高离子电导率、低加工温度和低刚性而备受关注。
主要缺点是热力学稳定性较差，易与空气中的水分反应生成H2S气体，从而破坏电解质，因此开发难度较大，对生产环境要求严苛。
硫化物全固态电池产业化进展：
资料来源：吴凡、李泓等《Solid-State Lithium Batteries-From Fundamental Research to Industrial Progress》2023
硫化物固态电解质扩大量产规模以及供应链熟与降本是下一步发展的重点。
降本核心难点在于硫化锂的降本，尤其还要兼顾硫化锂的纯度。硫化锂纯度是决定性能的关键指标，提纯至99.90%纯度是行业挑战，尤其是去除含氧杂质。
国内部分企业已具备硫化物固态电解质吨级量产能力，2025-2026年将有十吨级到百吨级生产线落地，其中以高校科研背景的初创企业，以及传统锂电材料公司为主。
宁德时代自2016年开始硫化物固态电池研发，2024年已进入20Ah样品试制阶段，预计2030年后实现商品化；有研新材固态电解质用高纯硫化锂项目小批量稳定制备；天齐锂业硫化锂示范线稳定运行；广晟有色收购大宝山公司40%股权，增加硫矿资源储备，产品小批量稳定制备；三详新材已向清陶能源等企业送样；天赐材料在硫化物、氧化物电解质上均有技术布局，硫化物产品处于中试阶段；厦钨新能已经开发出新的硫化锂合成工艺；纳科诺尔与四川新能源汽车创新中心（欧阳明高团队）合作开发固态电池产业化关键设备与工艺，主攻硫化物全固态电池。
负极材料负责在固态电池中充放电过程中存储和放出锂离子。
固态电池的负极材料主要集中在金属锂、碳族材料和氧化物三大类。
金属锂负极具有高能量密度和低电位的优势；碳族材料如石墨、硬碳、软碳、碳纳米管和石墨烯中，石墨技术成熟但能量密度有限；硅负极能量密度高，是石墨的10倍，却因充放电时体积膨胀而影响电池寿命。
固态电池对高能量密度的要求，将促使负极材料从传统石墨负极向高能量密度的新型负极材料迭代发展，硅基负极是中短期主要方案，金属锂是长期路线。
负极材料技术升级路线将从石墨--新型硅基负极--含锂负极--再向金属锂负极升级。
公开资料显示，国内相关负极厂商中，杉杉股份负极人造石墨出货量全球第一；璞泰来以高端人造石墨业务起家，设立了全资子公司芜湖紫宸科技有限公司，投资建设硅基负极研发生产基地，项目建成后将形成年产1.2万吨硅基负极材料（单体）的产能规模，并与与宁德时代等建立战略合作关系。
翔丰华已与清陶能源签署战略合作协议，共同研发固态/半固态电池高比容负极材料；贝特瑞硅基负极材料产能领先，合作厂商包括松下、特斯拉等全球知名电池厂商；石大胜华硅基材料已实现百公斤级订单出货，并与多家头部企业达成合作意向，预计2025年眉山基地硅基负极项目产能达到5000吨，合作客户包括赣锋锂业、蔚蓝锂芯等；硅宝科技、恩力动力、凯金能源、国轩高科、天目先导、中科电气等厂商在负极领域也有所布局；金属锂负极方面，金属锂及锂盐公司如赣锋锂业、天齐锂业等有所布局。
资料来源：行行查
正极材料
固态电池正极材料兼容性强，理论上固态电池正极仍可沿用现在的磷酸铁锂、三元材料等体系，但现有材料电池能量密度进一步提高难度较大，因此未来需要选择更高容量的正极材料来提升固态电池能量密度。
正极材料技术升级路线从目前主要采用高镍三元技术，正在向超高镍、富锂锰基和高压尖晶石镍锰酸锂等新型高能量密度材料发展。
全球固态/半固态电池正极材料市场空间（亿元）及需求（万吨）：
资料来源：卫蓝新能源
正极材料相关厂商中，当升科技已经系统布局了氧化物、硫化物、聚合物等主流固态锂电正极材料及电解质技术路线，已成功导入多家客户，并应用于一线车企的固态车型中，合作厂商包括卫蓝新能源、清陶能源等；容百科技同时布局了高镍三元、固态电解质、富锂锰基等固态电池正极材料领域，客户包括卫蓝新能源等；杉杉股份、中伟股份、振华新材、厦钨新能、长远锂科、格林美、道氏技术都在正极材料方面有所布局。
隔膜
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。
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。
隔膜的发展路线：从传统隔膜--向氧化物涂覆隔膜--再向取消隔膜升级。
涂覆材料可降低隔膜的热收缩率，提高了隔膜的抗刺穿能力，并提高电池的注液效率及充放电功率；相比于其他材料，芳纶涂覆热稳定性、浸润性优势明显，符合隔膜安全需求提升的长期发展趋势。
在隔膜厂商方面，恩捷股份与北京卫蓝、天目先导成立了专注半固态电池隔膜研发、生产的企业江苏三合，已经实现了对卫蓝新能源的量产供货；星源材质是另一家重要的固态电池隔膜厂商，研发了纳米纤维涂覆隔膜、芳纶涂覆隔膜等新型涂层隔膜产品，与多家公司开展合作。
资料来源：行行查
上游资源端
此外，固态电解质有望带来上游资源端锆、锗、镧等小金属的需求增量。
固态电解质需要使用部分稀有金属原材料，氧化物电解质含锆、镧金属，硫化物电解质含锗金属。
国内锆储量低产量较少，多依赖于进口，国内锆生产企业主要包括东方锆业、三祥新材、凯盛科技等。
氧化物电解质LLZO/LLTO还涉及镧的使用，镧为稀土金属，国内贡献全球大部分稀土产量，相关企业包括中国稀土、北方稀土、盛和资源、广晟有色等。
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，国内主供厂商包括驰宏锌锗和云南锗业。
03
固态电池市场格局
当前国内外众多企业涉足固态电池领域，包括车企、研发机构、初创企业在内的电池企业及中游材料企业均投入新技术研发布局。
从全球固态电池产业布局来看，中国参与的企业最多；其次是日本，技术实力最强；美国以一些初创企业为主；欧洲主要是车企和美国的初创企业合作；韩国企业不多，但也具备较强的实力。
