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? 產業(yè)鏈層面，固態(tài)電池憑借能量密度與安全性能的突破性優(yōu)勢，正成為低空經濟與機器人兩大戰(zhàn)略新興產業(yè)的關鍵技術支撐。在低空經濟領域，被視為行業(yè)核心載體的eVTOL（電動垂直起降飛行器）對電池能量密度提出剛性需求，其電池能量密度要求為300Wh/kg及以上，這一能量密度基準必須于依賴半固態(tài)及全固態(tài)電池技術的突破。此外，固態(tài)電池或是人形機器人最為適配的產品之一，不僅能夠顯著增強續(xù)航時間，加之其具有不易燃、無腐蝕、不揮發(fā)等特性，能夠最大限度提升機器人室內工作安全性。
? 政策端，對固態(tài)電池升級具有積極促進作用。2025年4月，工信部出臺動力電池新國標，對單體快充循環(huán)后安全標準和電池包及系統(tǒng)熱擴散、底部撞擊等一系列安全性標準提出更嚴格要求。同時，工信部亦發(fā)布了《2025年工業(yè)和信息化標準工作要點》，明確提出將全固態(tài)電池作為重點領域，加強標準工作頂層設計，建立健全全固態(tài)電池標準體系。
? 傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池能量密度小于300Wh/kg，而固態(tài)電池的能量密度能達到300-500Wh/kg。電池的能量密度是由電池的工作電壓及比容量決定的，固體電解質不僅具有較寬的電化學窗口，能適配高電壓的正極材料，還能兼容高容量的金屬鋰負極；此外，傳統(tǒng)液態(tài)電池需將單體先進行封裝再進行串聯組裝，全固態(tài)電池可以先串聯后封裝，這能減少封裝材料的使用，降低電池系統(tǒng)的重量和體積，從而使得固態(tài)電池的能量密度得到進一步提升。
? 相比于傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池在安全性方面也有顯著提升。傳統(tǒng)液態(tài)電池的電解液使用可燃性有機溶劑，在受到外力或封裝不善時容易發(fā)生漏液現象，而固態(tài)電解質不存在液體泄漏的問題，在針刺、擠壓測試中不易短路或起火，抗物理損傷性能優(yōu)于液態(tài)電池；另外，液態(tài)電解液在150-200℃即可分解，甚至有自燃和爆炸風險，而固態(tài)電池熱失控溫度通常在200-600 ℃，電池安全性得到有效提升。
? 液態(tài)電池、半固態(tài)電池、準固態(tài)電池、全固態(tài)電池的區(qū)別在于電解液含量與有無隔膜。第一，液態(tài)電池電解液含量在25%以上，半固態(tài)電池、準固態(tài)電池、全固態(tài)電池的電解液含量分別為5~10%、0~5%和0%；第二，液態(tài)、半固態(tài)、準固態(tài)電池有隔膜，全固態(tài)電池無隔膜。
? 半固態(tài)、準固態(tài)電池屬于液態(tài)與全固態(tài)的中間形態(tài)，一定程度提升能量密度及安全性。半固態(tài)電池可以一定程度提升電池的能量密度，同時由于電解液含量的減少，電池的本征安全性亦有提升。由于目前全固態(tài)電池的固—固界面問題仍無法得到良好解決，添加部分電解液用以緩沖是行業(yè)選擇的折中方案。
? 半固態(tài)電池多使用原位固化技術。在電池內部，通過特定的引發(fā)機制，使液態(tài)的電解質在原位發(fā)生聚合或凝膠化反應，轉化為半固態(tài)或固態(tài)的電解質形態(tài)，形成三維的聚合物網絡結構，將液態(tài)電解質固定在其中。
困擾固態(tài)電解質無法得到使用最大的卡點是固-固界面問題。固態(tài)電解質與電極材料之間難以實現完美接觸，由于固態(tài)材料不像液態(tài)電解質那樣具有流動性，無法自發(fā)填充電極材料的孔隙和表面不規(guī)則處，導致界面存在大量的空隙。因此全固態(tài)電池存在實際離子電導率低、界面高阻抗兩大性能不足問題。
? 液態(tài)電解質普遍離子電導率在10? 3-10? 2 S/cm，目前固態(tài)電解質離子電導率遠不能及。僅參考離子電導率這一性能，所有固態(tài)電解質中離子電導率最高的硫化物固態(tài)電解質普遍為10? 3-10? 2 S/cm，與液態(tài)電解質水平持平；而多數氧化物、聚合物等電解質離子電導率普遍集中在 10? ? -10? 3 S/cm之間甚至更低。較慢的離子遷移速度將直接導致充放電緩慢、能量密度受限等問題。
? 界面高阻抗問題目前是全固態(tài)電池主要卡點之一。固-固接觸界面的電阻高且存在應力問題，電極與電解質間存在微米級空隙，界面阻抗高達百Ω級 ，液態(tài)電池僅為十Ω 級。較高的阻抗同樣會導致充放電緩慢、能量密度受限、電池倍率性能較差、循環(huán)壽命受限等問題。
? 固態(tài)電池工藝技術核心在于固態(tài)電解質制備及成膜技術，電解質膜的制備工藝主要分為濕法和干法兩種。濕法工藝是通過涂布、烘干等工序制備電解質膜，該工藝操作簡單，易于規(guī)?；a。該工藝將電解質粉末與粘結劑和溶劑混合，形成均勻漿料；將漿料涂布在模具或基底上，通過控制涂布參數調節(jié)膜厚；最后通過烘干去除溶劑，形成固態(tài)電解質膜。該制備方法缺點在于有時會產生溶劑殘留進而導致離子電導率下降。
? 干法工藝可以降低電解質中溶劑的比例，提升離子傳輸性能，是更有潛力的發(fā)展方向。該工藝首先將電解質粉末與粘結劑混合均勻，然后通過氣流粉碎機或雙螺桿擠出機進行纖維化處理，最后在壓力下壓碾成型，得到自支撐的電解質膜。目前該技術還存在卡點①通常用于粘接作用的PTFE材料支撐性較弱，因此需較厚的膜層保證機械強度，但會使得電池內阻增加②成膜的機械性能不足，傳統(tǒng)粘結劑（如PTFE ）的粘結性不佳，在電池充放電過程中，電極材料的體積膨脹和收縮會使膜層產生裂紋或分層，影響電池的循環(huán)壽命。
聚合物電解質主要由高分子聚合物基體、鋰鹽及添加劑構成，該路線材料具有易于加工、高化學穩(wěn)定性的優(yōu)點，缺點則是室溫下離子電導率偏低、機械強度較低。常用的高分子聚合物基體如聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈( PAN) 、聚乙烯醇( PVA) 和聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 等，以上聚合物材料為離子傳導提供通道；常用鋰鹽如雙三氟甲基磺酰亞胺鋰（LiTFSI），在聚合物基體中解離出鋰離子實現導電；添加劑則用于改善電解質性能。
? 聚合物可通過交聯改性等方式提升離子電導率等性能短板。以聚氧化乙烯（PEO）類聚合物電解質為例，由于其結晶性，室溫離子電導率很低，通常為 10? ?至 10? ? S/cm 數量級。國內已有團隊通過對PEO進行共聚、交聯等改性后，在不同溫度情況下離子電導率可以提升至 10 ? 3 S/cm 級至10 ? 4S/cm 級。此外，大多數氧化物材料離子導電率亦在10? 3 至 10? ? S/cm 之間，該性能短板已經不明顯。
? 聚合物與其它無機物材料進行復合可以大大發(fā)揮其性能優(yōu)勢。聚合物擁有有機物易加工特質，經過改性后的聚合物材料可以與其它無機物材料進行復合形成復合固態(tài)聚合物電解質。目前海內外多有企業(yè)采用氧化物-聚合物合成的路線的企業(yè)；復合后的材料有望具備氧化物和聚合物材料的多重性能優(yōu)勢。
? 氧化物制備方法主要包含固相法和液相法。固相法對電解質材料高選擇性、成本低、工藝相對簡單。但由于存在煅燒過程，能耗相對較高，且成品一致性仍有一定提升空間。液相法通常將原材料溶解、混合反應后脫水聚合形成溶膠/凝膠，其優(yōu)點在于能耗較低，成品一致性相對較高。但對制造工藝要求較高，同時過程產物存在一定環(huán)保問題，需進行處理后排放。
? 當前國內主流固態(tài)電池企業(yè)均有氧化物電解質路線布局。氧化物電解質成本可控，以常見的氧化物電解質LATP/LLZO為例，其金屬材料成本均低于10€/千克，原材料成本端可控。國內頭部的固態(tài)電池企業(yè)清陶能源、衛(wèi)藍新能源等電池中均有氧化物布局。應用氧化物固態(tài)電解質的半固態(tài)電池已經搭載于部分車型中，實際提升了電池能量密度和汽車續(xù)航里程。
? 相比于聚合物、氧化物電解質，硫化物電解質的離子電導率極高（室溫可達10? 3~10? 2 S/cm），并且具
有良好的界面相容性，可適配高比能電極材料（電化學窗口可達5V），缺點在于化學穩(wěn)定性差。
? 生產安全性、專利壁壘、高生產成本或成硫化物電解質量產最大的阻礙，短期存在量產難度。由于硫的化學性質活躍，在制備過程中易于酸、水進行反應生成劇毒氣體硫化氫，對生產安全造成巨大威脅；因此多數制備過程需對設備密封性要求極高同時需要配合惰性氣體環(huán)境避免化學反應釋放有毒氣體。同時，日韓在硫化物領域研發(fā)較為領先，豐田公司、三星集團等日韓企業(yè)在專利布局戰(zhàn)略與市場戰(zhàn)略兩者間實現了緊密結合和良好運行，存在一定專利壁壘。成本端，原材料高純硫化鋰單噸在400萬元，是短期量產的重大阻礙。
? 遠期看，由于硫化物性能卓越，寧德、比亞迪等大廠仍積極戰(zhàn)略布局。寧德時代建立了 10Ah 級全固態(tài)電池驗證平臺，目前已進入20Ah 樣品試制階段，并計劃 2027 年實現硫化物固態(tài)電池小批量生產；比亞迪于2024 年已下線（中試）60Ah 全固態(tài)電池，計劃 2027 年小批量示范裝車；此外，國軒高科、廣汽埃安、恩捷股份等企業(yè)也在推進硫化物電解質的產業(yè)化進程。
? 鹵化物電解質主要由鋰金屬鹵化物（如LiCl、LiBr、LiI）與過渡金屬鹵化物（如ScCl? 、InCl? 等）組成，具有高離子電導率（10? 3 S/cm） 、低界面阻抗的優(yōu)點。由于鹵組元素（氟、氯、溴、碘）具有電正性、化學穩(wěn)定性、易加工的特性，鹵化物電解質具有較高的離子電導率，且能夠與多數高電壓正極材料兼容；但其與負極存在界面不相容問題，該問題仍待解決。鹵組金屬的高離子電導率特性可以解決目前部分氧化物、聚合物材料離子電導率較低的問題，提升固態(tài)電解質離子電導率。
? 當前已有多家企業(yè)積極布局鹵化物固態(tài)電解質復合應用。清陶能源第二代固態(tài)電池采用“氧化物+鹵化物+聚合物”復合技術路徑，預計2025年開始規(guī)模搭載于上汽MG等車型上；寧德時代在2025年1月獲得摻雜型鹵化物固態(tài)電解質制備方法的專利授權，億緯鋰能、湖南恩捷、比亞迪和一汽等企業(yè)也在積極推進鹵化物電解質路線。
? 理想的固態(tài)電解質應具備高離子電導率、化學穩(wěn)定性、良好界面相容性和較強的機械強度等要求。目前看，已知電解質材料中沒有“六邊形戰(zhàn)士”，因此復合型固態(tài)電解質或為行業(yè)重要的發(fā)展方向。目前固態(tài)電池企業(yè)中，清陶能源新一代電池采用”氧化物+鹵化物+聚合物“路線；衛(wèi)藍亦是采用”氧化物+聚合物“路線，以上案例均證明復合型電解質的產業(yè)趨勢。
? 從專利角度看，硫化物電解質部分底層專利受限于日韓，存在一定超車難度；中國在氧化物、聚合物領域專利數量較多，各自領域國內核心科研機構分別為為中科院物理所、中科院青島所。
? 產業(yè)落地或為技術收斂的重要節(jié)點。從產業(yè)進展看，氧化物、聚合物路線落地速度更快，這得益于其成本的快速下降。國內采用氧化物路線的衛(wèi)藍新能源、清陶能源均有批量化出貨；采用聚合物路線的冠盛股份亦有Gwh級別產能建設規(guī)劃及批量出貨。硫化物產品則多處于小試、中試階段。