國內外固態電池產業現狀及發展挑戰

中圖分類號：U461.2；TQ152 文獻標志碼：A DOI：10.19822/j.cnki.1671-6329.20240138

【歡迎引用】，等.國內外固態電池產業現狀及發展挑戰[J].汽車文摘，2025（5）：51-54.

[Cite this paper]SUN YH， WU XQ，YAO ZH， et al. Curent Status and Development Challenges of Solid-State Battery Industry at Home and Abroad[J]. Automotive Digest （Chinese）， 2025（5）： 51-54.

Current Status and Development Challenges of Solid-State Battery Industry at Home and Abroad

【Abstract】Asa key technology of next-generation power batterysolid-statebateries can meetthefull-scene，allclimate，andhigh-safetyrequirements ofnew energyvehicles.Tosupport thehigh-qualitydevelopmentof the solid-state batteryindustry，itisessentialtosystematicallsortoutthemaintechnicalroutesofsolidstatebatteries，aswellasthe policy support anddevelopment statusofdomesticandforeignenterprises.Thecommontechnicalandcostrelatedproblems intheindustryshouldbeidentified.Thedevelopmentof China'ssolid-statebateryindustryisconfrontedwithchallenges suchaspatentonstraints，anincompletestandardsystem，andpotentialimpactsonexistingliquid-statebateryindustries. In thefuture，itisurgenttoplanandcoordinateeforts，mobilize industryforces，andtakemultiplemeasurestoaccelerate the technological breakthroughs and industrial application of solid-state batteries.

Key words： Solid-state bateries， Solid electrolytes， Current Industry Status， Technology Layout

0 引言

目前，新能源汽車上升到國家戰略高度，隨著產業升級，消費者對新能源汽車的續駛里程、補能效率、安全性能要求不斷提高，也對動力電池提出了更高的要求。固態電池在能量密度、本征安全和循環壽命等方面相較于液態電池具有顯著優勢，被視為下一代動力電池的主流技術路線。然而，盡管其理論優勢明顯，產業化進程仍面臨諸多挑戰，如電解質電導率低、界面阻抗大、生產制造成本高等。本文聚焦固態電池的技術進展，分析全球主要國家和地區的政策及產業鏈發展情況，探討行業發展面臨的共性問題外。同時，針對我國在固態電池領域的具體挑戰，通過對比國內外產業發展現狀，部析我國在該領域的優勢與不足，提出具體建議，旨在為我國固態電池技術突破和產業化發展提供理論支持，助力我國在動力電池和新能源汽車領域保持全球領先地位。

1固態電池產業發展現狀

固態電池主要指固態鋰離子電池，其工作原理與傳統液態鋰離子電池基本一致，主要區別在于將傳統電解液替換為固態電解質。根據電池電解質中固液含量的不同，固態電池可分為半固態電池和全固態電池。半固態電池采用固液混合電解質，液體質量占比5%～10% ，是液態鋰離子電池和全固態電池的折中方案；全固態電池則完全使用固態電解質，在安全性、理論能量密度等方面具有顯著優勢[2]。

當前，固態電池仍處于多技術路線并行的發展階段，尚未形成行業共識的主流技術路線。根據電解質材料的不同，固態電池主要分為聚合物、氧化物和硫化物三大技術方向。

（1）聚合物電解質：主要由聚合物基體與鋰鹽構成，高溫時離子電導率高、易于加工、電解質-電極的界面阻抗可控，是最早實現產業化的技術路線，其主要缺點在于室溫時離子電導率低 "[3]。

（2）氧化物電解質：具有較高的室溫離子電導率、優異的電化學穩定性和良好的循環性能，但其與正負極材料的界面接觸較差，導致界面阻抗較高。盡管如此，氧化物電解質的綜合性能較好且易于大規模生產，目前產業化進展最快，將在混合固液電池中率先應用。

（3）硫化物電解質：具有最高的室溫離子電導率，但其與電極材料的界面穩定性較差，且電解質易氧化，技術難度較高。硫化物電解質更適合應用于全固態電池，長期發展潛力巨大。

整體來看，氧化物電解質因其綜合性能和生產可行性，成為當前產業化進展最快的技術路線；硫化物電解質雖然技術難度大，但其性能優異，適合全固態電池的長期發展；聚合物電解質則可能作為前兩種路線的補充，通過與氧化物或硫化物復合，改善電解質-電極界面的柔性，從而提升電池的循環性能。

1.1 國外產業現狀

全球主要汽車強國均已將固態電池作為重要戰略方向。日本、韓國、美國、歐洲等國家和地區不僅在戰略規劃文件中明確支持固態電池的發展，還提供了高達千億元規模的資金支持，力求在未來新一代電池技術中搶占先機，從而實現對我國動力電池和新能源汽車產業的“換道超車”。

日本在固態電池領域的布局尤為突出。2018年，日本組織松下、豐田等23家汽車、電池和材料企業，以及京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構共同開展固態電池的研發。2022年，日本經濟產業省牽頭建立更強大的電池制造產業鏈，重點聚焦固態電池領域，并發布《蓄電池產業戰略》。該戰略提出，提出到2030年基本實現全固態電池實用化及全面商業化，擬投資1205億日元用于以全固態電池為核心的下一代電池技術及回收技術研發。在技術研發方面，日本豐田在2020年成為全球首家推出全固態電池試制車的整車企業。2023年7月，豐田宣布攻克了影響電池循環壽命的固態電解質界面龜裂問題，能夠將電池質量、體積和成本減半，目前，豐田已制造出續駛里程達1200km 充電時間僅為 10min 或更短的固態電池，并計劃于2027—2028年實現全固態電池的裝車應用。此外，日本企業在固態電池專利領域也占據領先地位，豐田、松下和出光興產的固態電池專利數量分別位列全球前三位[4]。

韓國積極布局固態電池發展。2021年，韓國發布《K電池發展戰略》，計劃到2030年前聯合企業共同投入20萬億韓元，用于全固態電池等下一代電池技術的研發，并力爭在2027年實現全固態電池的初步商業化。目前，韓國三星SDI已開發出體積能量密度為900Wh/L， 循環壽命1000次的全固態電池樣品，并建成了全固態電池中試線，計劃于2027年實現大規模量產。此外，韓國企業在固態電池專利方面也表現較為突出，三星SDI和LG新能源的固態電池專利數量分別位列全球第4位和第6位。

歐洲在固態電池領域的布局同樣具有戰略高度。歐盟推出《電池2030規劃》及 《2030電池創新路線圖》，明確將固態電池作為重點發展方向，并批準了歐洲固態電池投資專項計劃。該計劃由歐盟多國共同出資32億歐元，用于支持固態電池的研發和產業化。

美國在固態電池領域也制定了明確的發展自標。在《國家鋰電發展藍圖2021一2030》中，美國明確提出到2030年實現固態電池示范應用和規模化生產。美國SolidPower公司對外宣稱開發出了單體能量密度390Wh/kg 循環壽命超過1000次的全固態電池，并已通過針刺、過充等安全性測試。

1.2 國內產業現狀

我國在動力電池領域積累了豐富的研發和產業化經驗，并在固態電池技術方面取得一定進展。然而，在技術研發與創新以及產業化發展方面，我國仍面臨一系列問題和不足，與國外先進水平相比仍存在一定差距。基于成熟的電池產業基礎，我國選擇在積極布局全固態電池技術研發的同時，大力推動半固態電池的產業化應用。

政策支持方面，我國高度重視固態電池的技術攻關。2021年，科技部在國家重點研發計劃“新能源汽車重點專項”中專門設置全固態金屬鋰電池技術等固態電池基礎前沿技術課題，通過項目形式加大技術創新攻關。2022年，科技部等九部門頒布的《科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022－2030年）》中明確指出，要研究固態電池等更安全、長壽命、高能量效率的前沿儲能技術。2023年，國務院印發的《新能源汽車產業高質量發展行動計劃》進一步提出，實施產業技術創新攻關工程，重點布局新材料新體系動力電池等前沿領域技術研發與產業化，加快培育產業發展新優勢。

產業化進展方面，我國半固態電池在全球率先實現量產上車。2022年1月，搭載贛鋒鋰電半固態電池的東風風神E70實現全球首發，并在江西、廣東、浙江、江蘇等地開展商業化示范運營。2023年6月，衛藍新能源半固態電池也正式交付蔚來汽車，并搭載蔚來ET7車型。該電池單體能量密度達到360Wh/kg ，循環壽命超過1200次，實際續駛里程突破 1000km 。2024年4月，清陶能源開發的超快充固態電池應用于智己L6車型，續駛里程同樣超過1000km 。此外，寧德時代發布的“凝聚態電池”也是一種半固態電池，單體能量密度最高可達 500Wh/kg 目前已具備量產能力。

2 面臨的問題及挑戰

2.1全球固態電池產業共性問題

目前，技術和成本是制約全球固態電池產業化發展的兩大核心問題。

技術方面，當前固態電池面臨以下挑戰：（1）固態電解質電導率低：固態電解質的離子電導率普遍較低，導致倍率性能和循環性能較差。目前，行業主要通過替換元素或摻雜同種異價元素5，來提高固態電解質電導率，但氧化物、聚合物路線離子電導率與液態電池相比仍存在較大差距。（2）界面阻抗大：固態電解質和電極間界面阻抗大、界面相容性低，嚴重影響了電池的倍率性能和循環穩定性。目前，行業擬通過納米結構設計、復合電解質、機械壓力輔助等手段改善性能，但尚未從根本上解決界面問題。（3）金屬鋰負極問題：金屬鋰負極在循環中易出現鋰枝晶及孔洞，影響電池循環穩定性和安全性，盡管行業通過機械壓力等手段延緩鋰枝晶的生長，但仍無法從根本上消除負極析鋰問題。

成本方面，固態電池的產業化面臨以下挑戰：（1）固態電解質成本高：固態電解質是主要新增成本，且目前成本居高不下。（2）生產工藝不成熟：與成熟的液態鋰電池相比，固態電池的生產制造工藝尚未完全成熟，缺乏規模效應，產業鏈也不完備。此外，生產設備需要定制化開發，進一步推高了整體成本。（3）材料成本高：當前全固態電池的材料成本約為1.5～2.5元/W·h，顯著高于液態電池。

2.2 我國面臨的挑戰

在全球電池固態化發展中，我國固態電池發展除面臨上述共性問題外，還面臨以下獨特挑戰。

（1）技術布局受到專利標準限制。當前，全球固態電池專利數量排名前十的企業均來自日韓，制約我國企業在固態電池技術路線選擇、產品研發和海外出口。另外，我國在固態電池產品設計、生產制造、安全評估、性能測試等環節均缺乏相關標準8，將進一步限制我國固態電池產業發展。

（2）對當前成熟的液態電池產業造成沖擊。我國在液態鋰離子電池領域處于全球領先地位。2023年，我國動力電池正極材料、負極材料、電解液、隔膜等關鍵主材全球出貨量占比均超過 70% 。然而，全固態電池與現有液態電池產業體系兼容度較低，一旦全固態電池大規模推廣應用，將對我國具有明顯優勢的液態電池產業造成沖擊，尤其電解液和隔膜等關鍵環節可能面臨顛覆性影響。我國現有電池產業也存在“船大難掉頭”的風險。

3相關對策建議

我國規劃類政策文件多次提及加快固態電池研發，但尚并未形成具體的發展路線以及實施辦法，缺乏頂層設計。為此，需在國家層面系統謀劃，通過多部門、多領域協同推動固態電池的關鍵技術攻關和產業化應用，確保我國在動力電池前沿技術上實現長期持續引領和自主可控，進一步鞏固和擴大新能源汽車產業的發展優勢。

3.1加強統籌謀劃，提升固態電池戰略地位

充分發揮新型舉國體制優勢，科學謀劃、系統部署動力電池的頂層規劃，加快推進固態電池產業化發展。具體措施包括：（1）優化產業鏈布局：圍繞負極、隔膜、電解質、生產制造裝備等固態電池產業鏈顛覆性環節，加強政策引導建設，優化調整現有動力電池總體布局，重點打造固態電池特色產業鏈。（2）加大財稅金融支持：持續加大對固態電池財稅金融支持力度，對研發、生產和應用固態電池的企業給予資金支持或稅收優惠。例如，在2024年至2027年新能源汽車購置稅減免政策中，對使用固態電池的新能源乘用車取消免稅額上限，以平衡固態電池發展前期的高成本，激勵企業加大對固態電池領域的投資和創新。（3）引導社會資本參與：充分利用風險投資基金，吸引私募資金和風險投資，為初創企業在發展初期面臨的高風險和不確定性提供擔保和支持，鼓勵社會資本加大對固態電池領域的投入。

3.2聚焦關鍵技術，持續加大技術創新攻關

固態電池的發展涉及材料、電池、裝備、集成等多領域多方面關鍵技術，我國應大力鼓勵企業對前沿技術的創新，搭建綜合性創新平臺。具體措施包括：（1）發揮國資央企產業引領作用：鼓勵企業間聯合開展電解質、鋰金屬負極、電池制備、失效分析評價等技術的創新。（2）構建創新聯合體：探索構建產業鏈上下游緊密協作的創新聯合體，協同開展關鍵技術攻關，加快補齊全鏈條全環節發展短板，加速實現技術突破，提升固態電池前沿技術創新攻關效能。（3）加強專利布局：支持具備技術創新優勢的企業加強國內外專利布局，探索建立“專利聯盟”，應對國際知識產權挑戰。

3.3加快標準制定，搶占標準國際話語權

通過制定有關固態電池各關鍵環節的標準體系，提升我國固態電池產業的國際地位。具體措施包括：（1）完善標準體系：從產品設計、生產制造、安全評估、性能測試、安全指標等方面開展標準化研究，搭建關聯、公開、透明的標準共享平臺。（2）推進標準國際化：支持企業、社會團體、科研機構等積極參與國際性專業標準組織活動，推動固態電池在生產設計、質量安全、試驗方法等方面的標準和結果國際互認，掌握全球固態電池主動話語權。

4結束語

近年來，新能源汽車市場蓬勃發展，加速電池技術革新和產品迭代，目前，日、韓、歐、美等主要汽車強國均發布了固態電池的產業化進展和未來計劃，并已率先取得突破，給國內產業帶來了巨大壓力。相比之下，我國除了面對技術、成本等共性問題外，還受到政策、專利和產業沖擊等挑戰。在此背景下，我國應加強統籌謀劃、聚焦關鍵技術、加快標準制定，構建固態電池全鏈條協同創新體系，推進前沿技術突破和產業化發展，鞏固和擴大我國在動力電池和新能源汽車領域的長期領先優勢。

參考文獻

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（責任編輯 明慧）