2025年固态电池产业化提速,硫化物路线实现突围

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  在全球能源转型与碳中和目标的驱动下,固态电池产业正以超预期速度重塑电池产业竞争格局。固态电池作为下一代电池技术的发展方向,具有高安全性、高能量密度(理论值达500Wh/kg以上以及循环寿命长等优势,可满足新能源汽车、低空飞行器、人形机器人及储能系统对高安全、长续航的迫切需求。近年来,固态电池技术在全球范围内实现突破性进展,产业化进程提速。2024年半固态电池已实现批量出货及装车,全固态电池中固态电解质尚处于多技术路径角逐阶段。2025年第一季度硫化物固态电解质路线突出重围,在学术及资本市场关注度显著增加,迎来产业化关键节点。

  政策端:动力电池安全性标准提高,全固态电池标准体系即将建立

  早在1987年,中国科技部就将固态电池列为第一个“863”计划重大专题。此后,政府持续出台政策推动固态电池产业的发展。2020年11月,《新能源汽车发展规划(2021-2035》中提及实施电池技术突破行动,加快固态电池技术研发与产业化。2023年1月,工信部等六部门联合发布《关于推动新能源电池产业发展的指导意见》加快研发固态电池等新型电池。2024年6月,工业和信息化部电子信息司修订并发布《锂电池行业规范条件(2024年本》,对固态单体电池产品性能的要求为:单体电池能量密度≥300 Wh/kg,电池组能量密度≥260 Wh/kg。循环寿命≥1000次且容量保持率≥80%。

  2025年,政策对动力电池的安全性提出更高要求,催化全固态电池的加速落地。4月3日,工信部正式发布强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,该要求将于2026年7月1日起实施。新国标较原有版本的主要变化有:(1电池包或系统或整车进行热扩散分析和验证时由着火、爆炸前5分钟报警,修改为应不起火、不爆炸(仍需报警;修订热扩散测试方法,新增内部加热触发方法;(2新增“电池包或系统或整车进行底部撞击试验,应无泄露、外壳破裂、起火或爆炸现象”;(3新增快充循环后安全测试,面向20%SOC-80%SOC快充时间小于15分钟的电池单体,在快充工况循环300次后进行外部短路测试,要求不起火、不爆炸,考察长期快充循环后电池单体安全性。新规对安全性的极限要求凸显了固态电池的天然优势,固态电解质从根本上解决了液态电池易燃、易爆的隐患。

  固态电池的标准体系建设提上日程,产业发展进入新阶段。4月8日,工信部科技司发布《2025年工业和信息化标准工作要点》,将全固态电池标准体系建设首次纳入工业和信息化标准工作要点,标志着我国固态电池产业化进程迈入规范化、系统化新阶段。

  需求端:长续航需求爆发性增长 固态电池从技术备选走向产业刚需

  随着市场需求端(电动汽车、低空飞行器及人形机器人三大领域对长续航、高安全、轻量化电池的要求逐渐提升,固态电池正从供给端驱动走向产业刚需倒逼的需求端推动,下游应用成为固态电池技术迭代的核心驱动力。

  低空经济是以3000米以下空域为载体的新型产业形态,通过电动垂直起降航空器(eVTOL、无人机等装备的规模化应用,构建起覆盖应急救援、物流运输、城市通勤等场景的立体交通网络。2023年12月中央经济工作会议明确低空经济为战略性新兴产业之一,2024年低空经济首次写入政府工作报告。作为低空经济的核心载体,eVTOL对动力电池提出 “三高一快” 的极限要求:高能量密度、高功率、高环境适应性及快充能力,固态电池被视为支撑低空经济发展的关键技术。

  近两年,人形机器人因软硬件协同赋能、政策支持及多场景需求爆发而快速崛起。作为能量供给中枢,电池系统的能量密度、循环寿命及热稳定性三大指标,直接决定机器人产品的全场景作业能力与产业化边界拓展。在工业搬运和家庭服务等应用场景中,传统液态电池不能满足其要求,固态电池成为核心解决方案。

  电动汽车及低空经济、人形机器人两大新兴领域对电池性能的严苛要求,推动固态电池从实验室技术方案快速向规模化量产跨越,据GGII(高工产业研究院统计,2025中国固态电池产业化进程提速明显,市场规模将突破45亿美元,占全球市场的40.2%。

  半固态落地先行,氧化物和聚合物路线优势凸显

  半固态电池是液态电池向全固态电池的过渡形态。传统液态锂离子电池的电解液质量百分比达到25%,半固态电池在此基础上引入固态电解质并减少电解液的用量至10%以下,即电池内部同时存在固态电解质和少量液态电解液。与液态电池350Wh/kg的理论上限相比,半固态电池的能量密度提升至350-450Wh/kg。由于减少了易分解和易燃的电解液用量,半固态电池的安全性也有所提升。

  固态电解质是固态电池的核心部件,其进展直接影响固态电池的发展进程。固态电解质可以分为聚合物、氧化物、硫化物及卤化物四种技术路线,各有优劣,尚未完全收敛。其中,聚合物具有机械加工性能和粘弹性好等特点,但其电导率低、电化学窗口窄,仅能和磷酸铁锂正极匹配,性能上限较低;氧化物固态电解质在空气中稳定、热稳定性高,因此其制造和操作过程简便,同时具有电化学窗口宽、机械强度高等优势,但缺点为电导率上限不够高、脆度高难以加工、界面接触性差;硫化物电导率优异,潜力最大,同时质地软易加工、可以通过挤压来增大界面接触面积从而提升电池性能,但也存在制备条件复杂、环境稳定性差等问题;卤化物固态电解质具备较高的离子电导率和电压稳定性,但对水敏感、成本较高,与锂金属负极的兼容性较差。

  半固态电池已实现量产及装车,中国引领该领域的发展。EVTank数据显示,2024年全球固态电池出货量达到5.3GWh,同比大幅增长4.3倍,全部为半固态电池,主要为中国企业生产。2024年部分车企推出搭载有半固态电池的车型,例如蔚来ET7搭载卫蓝新能源360Wh/kg半固态电池,实现千公里续航;智己L6 Max光年版采用清陶能源氧化物基半固态电池;2025年4月10日,上汽集团宣布新一代半固态电池将在2025年底的全新MG4上量产应用。

  当前,半固态电池的固态电解质主要采用聚合物或氧化物路线,2024年中国聚合物和氧化物电解质出货量占比超过98%,仅有少量使用硫化物和卤化物。聚合物路线技术成熟且与现有产线兼容,但其室温离子电导率较低,需依赖高温运行或与无机电解质复合提升性能,能量密度上限不足。氧化物固态电解质的稳定性优异,但其刚性界面接触性差导致界面阻抗大,离子电导率上限不够高。因此这两种技术两类技术均需保留5%-10%电解液优化离子传输,固液混合体系的能量密度和安全性需进一步提升,半固态电池向全固态电池演进是必然趋势。

  技术路线收敛趋势显现,硫化物凭性能优势领跑全固态赛道

  硫化物电解质是以硫化锂为核心组分的固态电解质体系,主要通过固相合成法制备,即将硫化锂等硫化物原料在惰性气氛中高温烧结。硫化物电解质室温离子电导率高达10⁻³至10⁻²S/cm,接近液态电解质,还具备质地柔软、界面适配性强等核心优势。另外,其工作温度范围覆盖-40℃至80℃,电化学窗口达4.5V以上,可适配高镍三元(如NCM811、富锂锰基等高压正极材料,以及锂金属、硅碳等超高比容量负极。

  由于优异的性质和发展潜力,硫化物固态电解质作为未来全固态电池主流技术路径及核心材料逐渐成为共识。2025年2月15日,在2025中国全固态电池产学研协同创新平台年会暨第二届全固态电池创新发展高峰论坛上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示,当前全固态电池的技术路线,要聚焦以硫化物电解质为主体电解质,匹配高镍三元正极和硅碳负极的技术路线,以能量密度400Wh/kg、循环寿命1000次以上为性能目标。

  产业资本与研发资源加速整合,硫化物全固态电池从实验室验证迈向商业化落地。2025年第一季度,我国硫化物固态电池产业链迎来资本密集涌入期,融资规模与结构显著升级,投资方包括产业资本、地方政府基金、私募股权机构及国家级专项支持,资金用途聚焦技术突破、产能扩张及产业链协同三大核心方向。2025年2月,上海屹锂新能源科技有限公司完成A轮融资,投资方为超威电源子公司;武汉天石科丰新能源科技有限公司获得近千万元天使轮融资,由萃英创投等机构投资,资金投向吨级硫化物电解质产线建设、研发及运营。目前,我国硫化物固态电池产业链呈现资本多元化趋势,产业基金与地方政府深度绑定,将推动区域产业集群化发展。

  硫化锂及硫化物固态电解质的产能建设进入快速推进期,头部企业通过技术迭代推动产能从百吨级向千吨级跃迁。据电动中国统计,我国硫化物固态电解质累计规划产能突破7000吨,以中科固能为代表的企业率先实现项目落地,其全球首条百吨级硫化物固态电解质全自动产线于2025年3月调试完毕,具备满产能力。恩捷股份拟投资2.5亿元建设千吨级硫化物固态电解质中试线,预计实现产能1000吨。2025年2月,浙江研一新能源科技公示年产能10吨的中试项目;常州高新区与上海屹锂新能源科技签约,拟建设全球领先的硫化物电解质和全固态电池研发生产基地,达产后年产值超300亿元,预计6月投产。据EVTank预测,随着技术成熟度提升和成本曲线下移,2030年全球固态电池出货量将达到614.1GWh,其中硫化物全固态电池的比例将接近30%,在全固态电池电解质中硫化物电解质的市场份额将达到65%。

  总结:固态电池产业发展前景广阔,硫化物路线有望打开千亿市场空间

  在政策和需求的双轮驱动下,固态电池产业迎来高速发展期,半固态电池已实现商业化应用,动力电池领域市场份额将逐步提升。全固态电池进入产业化关键节点,随着技术突破和资金的密集涌入,硫化物路线突出重围被认为是未来全固态电池主流路线,各大企业纷纷制定并公布了自己的量产时间表,2027-2030年硫化物固态电池将完成“实验室-中试-量产”的跨越,并实现在电动汽车、低空飞行器及人形机器人等关键领域的应用,打开千亿市场空间。

标签: 固态 电池 电解质 硫化物

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