1.固態電池：電池新一代技術革命，應用空間廣闊

      固態電池是一種使用固態電解質完全替代傳統液態電解液及隔膜的電化學裝置，其核心特征 在于離子傳導介質為固態物質，電極與電解質之間形成固-固界面。固態電池的工作原理主要 基于鋰離子在固態電解質中的遷移機制。具體來說，電池的正極和負極分別使用高能量密度 材料如鋰金屬或類似材料。 1. 電池放電：在放電過程中，鋰離子從負極通過固態電解質遷移到正極。固態電解質中的鋰 離子通過固體材料的擴散通道進行傳輸，避免了液態電解質中電解液的揮發及腐蝕問題。正 極材料發生氧化反應，釋放出電子，電子通過外電路做功，從而實現電流的產生。 2. 電池充電：在充電過程中，外部電源提供的電能使鋰離子從正極遷移回負極，負極材料發 生還原反應，接收電子，完成整個電池的能量恢復過程。固態電解質在這一過程中發揮穩定 的離子傳導作用。

1.1.依靠安全性、高能量、長壽命核心優勢替代液態電池

在各項參數上，固態電池與傳統液態電池相比有著較大提升：與傳統液態電池相比，固態電 池最大的優勢在于安全性，固態電池采用不可燃的固態電解質，徹底消除起火風險，在 800℃ 的高溫下也可以做到不起火不爆炸；固態電池能量密度較高，目前可達到 400-500Wh/kg，而 傳統液態電池容量最高在 200-300Wh/kg，且已經接近鋰離子物理極限；固態電池循環壽命長， 循環壽命可超 5000 次；溫度適應性高，在-30℃環境下容量保持率超 80%；充電速度快，根 據寧德時代新發布的技術，固態電池 15 分鐘可充至 80%，速度遠超傳統液態動力電池。

根據電解質液體含量的不同，電池可以分為液態（25wt%）、半固態（5-10wt%）、準固態（0- 5wt%）和全固態（0wt%）四大類，其中半固態、準固態和全固態電池統稱為固態電池。半固 態電池已步入產業化期，處于進一步商業化關鍵節點。半固態電池的概念最早可以追溯到 20 世紀 70 年代，2011 年美國麻省理工學院的科學家 Yet-MingChiang 提出“液流電池”概念， 用帶有細微顆粒的懸浮液作為電極研制而成半固態電池，在這種半固態電池中，電極是由微小的鋰化合物粒子與液態電解液混合而成的泥漿狀物質構成，這是半固態電池技術的重要起 源；2012-2016 年間是半固態電池的啟動期，此時尚處于實驗室研究和初步探索階段；2017- 2022 年是半固態電池的高速發展期，這一階段材料研發及電池性能提升取得進展，同時產業 界開始關注并布局相關技術；2023 年以來，半固態電池逐漸步入產業化，并處于商業化前夕 的關鍵節點。

全固態電池尚處于研發階段，有望逐步實現量產。在早期電化學研究階段，英國科學家約瑟 夫·湯姆遜前瞻性提出了利用固態電解質實現更穩定電池循環的概念，19 世紀中期硫化銀、 氟化鉛等固態電解質材料的發現為固態電池的后續發展奠定了關鍵基礎；1992 年，美國橡樹 嶺國家實驗室開發了一種無機固態電解質(LiPON)，并成功組裝固態電池，標志著全固態電池 發展的重要轉折點；隨后多種固態電解質材料被陸續發現，21 世紀后市場需求的推動下，全 固態電池在電解質材料、電極材料以及界面工程等領域的研發取得顯著發展；整體而言全球 各國都在積極發展全固態電池的研發，目前國內外多家公司已經明確固態電池量產的時間表， 建立起固態電池試產線，全固態電池技術正加快從研發走向量產的進程。

1.2.固態電池的正負極

1.2.1.正極：高能量密度體系是發展方向

固態電池正極材料的發展方向是高能量密度體系。鋰離子電池的能量密度主要取決于正極材 料的能量密度，因此需要開發高能量密度的正極材料適配固態電池。半固態多沿用現有三元 材料，遠期全固態電池更多可能使用高鎳、鈷酸鋰、富鋰錳基等高電壓正極材料。傳統電解 液的穩定電壓窗口通常為 1.5-4.3V，當正極電壓超過 4.3V 時，電解液會發生氧化分解，生 成氣體和界面膜，導致容量衰減。但固態電解質的穩定化學窗口可達 5V 以上，能為高電壓 正極提供安全運行環境，讓固態電池中高鎳、鈷酸鋰、富鋰錳基等高電壓正極材料的應用成 為可能。

1.2.2.負極：從石墨負極、硅基負極到金屬鋰負極

電池能量密度提升，從當前的石墨負極向硅基負極發展。當前鋰電市場主流選擇為石墨負極， 石墨負極各項技術較為成熟，容量方面已接近理論容量 372mAh/g，而硅基負極因其理論比容 量（室溫下 3759mAh/g，400-500℃高溫下 4200mAh/g）遠高于石墨負極，被認為是新一代負 極的優秀材料。除容量優勢外，硅基負極具有較低的脫嵌鋰電位（~0.4Vvs.Li/Li+），充電時 可以避免表面的析鋰現象。而硅基負極主要挑戰在于其在充放電過程中體積膨脹明顯，因此 當前硅基負極多與石墨材料進行摻混，在提升容量的同時也保證了其他關鍵性能的達標。

在各類負極材料中，金屬鋰具有極高比容量(3860mAh/g)和極低電極電勢(-3.04V 相比于標準 氫電極電勢)，是能源材料領域極具前景的核心負極體系。在金屬鋰電池中，金屬鋰的不均勻 沉積會導致鋰枝晶生長、界面副反應增加并加劇負極體積膨脹，從而降低電池的充放電效率 和循環壽命。

1.3.應用場景升維，從替代液態電池到開創新產業

固態電池下游應用場景多元，是產業發展的動力基礎：在新能源汽車、儲能系統和消費電子 等傳統電池領域滿足長續航、多循環和微型化需求，在低空經濟、人形機器人等新興領域作 為可行的能源來源，是未來高科技產業的重要基礎： 1. 解決傳統領域痛點問題，促進產業技術進步：新能源汽車方面，固態電池可解決續航和 安全性痛點，能量密度理論上可以達到 500Wh/kg，支持續航超過 1000 公里。消費電子方面， 固態電池可實現手機等電子產品更輕薄的結構，并且能夠提升耐用性和使用壽命。 2．引領新興領域發展，未來產業升級的基石：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 400Wh/kg 及以上，這一能量密度基準必須于依賴 半固態及全固態電池技術的突破；固態電池是人形機器人最為適配的產品之一，不僅能夠顯 著增強續航時間，并且具有不易燃、無腐蝕、不揮發等特性，能夠最大限度提升機器人室內 工作安全性。

1.4.三大固態電解質體系各有優劣，適配不同場景

固態電解質主要分為三大體系：聚合物電解質、氧化物電解質和硫化物電解質。每種體系的 優缺點決定了其不同的應用場景和發展潛力。 1. 聚合物電解質體系：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，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)等具有良好的機械柔韌性，易于處理和制造，并且在機械性能和界面相容性方面 表現優良。這種材料可實現薄膜化，適用于多種電池結構；但在常溫下的離子電導率較低， 并且在高溫條件下的熱穩定性差，易老化，電化學穩定窗口較窄；這些屬性限制了其在高性 能電池中的應用。 2. 氧化物電解質體系：氧化物電解質是含有鋰、氧以及其他成分（磷/鈦/鋁/鑭/鍺/鋅/鋯） 的化合物。固態電池氧化物電解質按照電解質成分可分為晶態和非晶態型。晶態氧化物電解 質制造成本較低，可制備容量型電池，容易實現大規模生產，主要包括 GARNET（石榴石）型、 NASICON（快離子導體）型、LISICON（快離子導體）型、Perovskite（鈣鈦礦）型、AntiPerovskite（反鈣鈦礦）型固態電解質。氧化物電解質具有高機械強度、物理化學穩定性強、 耐壓性好等優勢，且這種電解質在高溫條件下依然能夠保持較高的鋰離子電導率。但氧化物 電解質的界面接觸能力差，界面穩定性較低，制備工藝復雜且成本較高，這些缺陷嚴重限制 了其商業化應用。 3. 硫化物電解質體系：硫化物電解質如 Li-Ge-P-S 體系具有極高的鋰離子電導率，并且機 械強度高，與高容量硫正極材料兼容性好，其靈活的結構使其應用范圍廣泛。但是硫化物材 料具有對水和氧氣的高敏感性，材料本身也存在潛在的易燃性，制造工藝復雜且成本高，這 些因素限制了其大規模商業化進程。

綜合來看，國內外主要汽車和電池企業聚焦硫化物全固態電池，主流路線基本清晰。寧德時 代、豐田、三星 SDI 等企業均聚焦硫化物電解質，硫化物電解質憑借高離子電導率和良好的 界面接觸性能，顯著優于氧化物和聚合物路線。這種材料組合可使電池能量密度達到 350- 500Wh/kg，遠超當前液態電池的 300Wh/kg 天花板。根據歐陽明高院士在第二屆中國全固態 電池創新發展高峰論壇的發言，2025 年全固態電池的發展將確定主攻技術路線。

1.5.多項規范政策出臺，支持固態電池行業發展

國家陸續出臺了多項政策，鼓勵固態電池發展與創新。2022 年 6 月，工信部發布《科技支撐 碳達峰碳中和實施方案（2022-2030）》，首次將固態電池作為高效儲能技術發展方向；2023 年 1 月，由工信部等六部門攜手制定的《關于推動能源電子產業發展的指導意見》中，又進一 步細化了對固態電池標準體系研究的強化要求；2023 年 12 月，由工信部提出的《關于加強 新能源汽車與電網融合互動的實施意見》中，要求推動動力電池循環壽命提升至 3000 次及 以上，攻克高頻度雙向充放電工況下的電池安全防控技術；2024 年 6 月發布的《鋰電池行業 規范條件（2024 年本）》進一步規范了對固態單體電池產品的性能要求。2025 年 4 月發布的 《2025 年汽車標準化工作要點》中，提出了推動制定固態電池標準子體系，加快全固態電池 等標準研制，為固態電池產業發展提供政策指引。下個月發布了《全固態電池判定及試驗方法》，該標準首次明確了“全固態電池”的定義，要求離子傳遞完全通過固體電解質實現，與 混合固液電解質電池形成嚴格技術分界，推動固態電池行業規范化發展。

1.6.國內外廠商齊頭并進，2027 年目標量產

海外企業全固態電池預計量產時間在 2026 年后，日韓和歐美企業的研究布局較早，研發規 模較大。從技術路線來看：日本和韓國企業主要布局硫化物技術路線，歐美企業技術路線較 為多元。

從技術路線和規劃來看，國內企業聚焦高鎳三元+碳硅負極+硫化物路線。部分企業采用多元 化電解質布局。全固態電池能量密度在 400Wh/kg 左右，預計 2027 年前后實現量產。

2.工藝革新驅動制造設備升級

2.1.固態電池生產流程變化

2.1.1.傳統液態電池生產流程

傳統鋰電池生產工藝流程主要分為前、中和后道三個環節：前道為極片制造，多采用濕法制 備正負極片。將混合導電劑、粘接劑的漿料均勻涂覆在正負極片，后經過烘干與集流體輥壓 復合，再通過分切設備將寬幅極片切割為符合電芯尺寸的窄條形成電極片。 中道工序聚焦電芯組裝，需要進行注液、焊接和密封。通過卷繞或疊片工藝將正負極片與隔 膜組合成電芯主體，隨后將電芯裝入金屬或鋁塑膜外殼中，并進行烘干以去除殘留水分，此 后注入電解液，最后通過焊接封口。 后道工序則注重電池性能檢測，重點在化成分容。流程包括清洗電芯表面殘留電解液，干燥 存儲以穩定電解質狀態，以及通過檢測設備對電池外觀、尺寸和電性能進行篩選，最終通過 充放電激活電池并測試實際容量。

2.1.2.固態電池生產流程

固態電池前道工藝可以采用干法或濕法。濕法與傳統液態前道工序基本無異；干法電極為近 年新興技術，具有低成本、低能耗、高性能的優勢。干法電極是在干燥狀態下混合活性物質、 導電劑與粘結劑，經干法涂布成形，后通過輥壓復合至集流體表面；電解質膜亦可通過干/濕法制備，干法可通過輥壓/熔融擠出/靜電噴涂三種方式成膜，國內主要使用輥壓為主，最后 進行分條定型。 中段取消隔膜、注液工藝，新增膠框印刷、等靜壓。經輥壓和分條完成定型后，在疊片前會 增加膠框印刷環節，把樹脂音刷到電極邊緣形成回形框，在壓力下起到支撐絕緣作用，隨后 通過疊片堆疊極片與電解質層。在進入后道前，通常添加等靜壓環節以提升電解質與極片的 致密性，優化界面接觸；半固態則仍需保留隔膜結構、注液量較少僅需浸潤。 后段工藝不變，改用大壓力化成。部分全固態電池通過大壓力化成設備對電芯施加高壓，常 規電池拘束壓力要求 3-10t，固態電池化成拘束壓力一般要求 60-80t（10Mpa 壓強/單個電 芯）；部分會使用預鋰化技術。

相比傳統液態鋰電制作，固態電池的制造工藝變化主要集中在前、中道。由于固態電池材料 易與水、空氣等其它物質反應，整體、生產組裝環節的密封性有不同程度提升。

2.2.前道環節：干電極助力降本，電解質成膜工藝創新

前道環節：濕法制膜的設備與傳統液態電池差異較小；若引入干法工藝，則對應需新增干法 電極、涂布設備等。干法工藝的核心在于成膜技術，被視為未來的主要趨勢。干法不僅是電 池降本的有效手段，也適配全固態電池的制片工藝，與濕法電極工藝相比，具有更高的負載 能力且不易開裂，更適用于硫化物電解質的特性。

2.2.1.干法電極設備

干電極核心優勢在于低成本。從干法制備電極的工藝流程來看，相較于傳統鋰離子電池制程 大大縮短，不需要使用溶劑及其相關的蒸發、回收和干燥設備，能耗也顯著降低，因此對電 池制造降本增效具有積極意義。根據美國干電極設備供應商 AM Batteries，采用其干法設備 可在電極制造中節省 40%的資本支出和 20%的運營支出，同時能耗和碳排放也將降低 40%。對 于硅基負極而言，干法電極工藝也被視為解決其循環性能和倍率性能瓶頸的有效手段之一。

干法電極設備用于制備固態電池的正負極電極，替代傳統濕法涂布工藝。干法工藝是硫化物 固態電池剛需，由于硫化物固態電解質對空氣和水分高度敏感，干法工藝成為其量產的必要 條件。目前干法電極的研究主要有通過噴涂方式和通過輥壓方式進行制備兩種開發策略。

2.2.2.涂布設備

涂布設備將固態電解質均勻涂覆在電極表面，形成離子傳導層。干法電極涂布機采用無溶劑 工藝，實現高能量密度電極制備，確保電極材料的均勻性和一致性。先導智能全固態整線解 決方案覆蓋全固態電極制備，2025 年公司為韓國頭部電池企業客戶定制的固態干法電極涂布 設備已順利發貨至客戶現場。贏合科技推出了第三代干法混料纖維化+干法成膜工藝集成化 設備。

2.2.3.錕壓設備

輥壓是成膜環節關鍵工序，干法工藝設備要求提升。輥壓的核心目標是將膜片厚度減薄至滿 足疊片或連續收卷需求，同時提升膜片的張力與強度，實現工業化生產，是保證電極厚度均 勻一致的關鍵步驟。干法電極工藝對輥壓設備的性能提出了更高要求，特別是在工作壓力、 輥壓精度和均勻性方面。由于干法電極缺乏液態溶劑的潤濕作用，顆粒間結合力較弱，因此在輥壓過程中需要通過更大的外部壓力來實現顆粒的緊密壓實。此外，輥壓精度和膜厚均勻 性對電極的成品率、能量密度和電池性能穩定性至關重要。 輥壓機的成膜性能及生產效率是決定干法工藝能否實現量產的核心要素。干法輥壓的速度和 壓力直接影響極片的壓實密度，行業領先水平的壓實密度目標為負極壓實>1.6g/cm3，三元正 極壓實>3.5g/cm3，鐵鋰正極壓實>2.5g/cm3。在生產效率方面，成膜的速度和寬度是關鍵因 素。清研納科提出，負極成膜速度需達到>80 米/分鐘，正極成膜速度>50 米/分鐘，幅寬>1000 毫米，并實現多幅（6 幅）制造，才能接近濕法電極的生產效率（雙面濕法速度可達 160m/min）， 滿足大規模生產的需求。

2.3.中道環節：疊片+極片膠框印刷+等靜壓技術

中道環節：疊片工藝在固態電池裝配工藝中有望成為主流，配套設備精度要求大幅提升，需 要使用無隔膜疊片機替換傳統疊片卷繞機械；新增膠框印刷機用于結構穩定；新增等靜壓設 備用以增強電芯內組件界面之間的接觸效果，等靜壓材料致密化能力可遷移至固態電池中， 改善孔隙率與電極和電解質的界面復合問題。

2.3.1.疊片機：全固態主流裝配工藝，精度要求大幅提升

疊片工藝是全固態電池的主流裝配方案。全固態電池需在無液態介質條件下實現固態電解質 層與電極層的緊密貼合，無機電解質由于韌性和延展性較差無法適用傳統液態電池中常見的 卷繞工藝，而疊片工藝可以通過正極、固體電解質膜和負極的簡單堆疊實現電池各組件的集 成，從工藝成熟度、成本、效率等方面考慮，是最適用于全固態電池的裝配工藝。當前，豐 田、Quantum Scape 等頭部企業均以疊片工藝為核心推進全固態電池量產。因此在固態電池 中段設備中，疊片機有望取代卷繞機占據主導地位。

固態電池對疊片設備提出嚴苛要求。一方面，疊片壓力需要精準控制，既要保證相鄰極片之 間的貼合度，又要避免固態電解質產生微裂紋，直接導致電池短路；另一方面，在壓合過程 中，容易出現固態電解質膜與電極膜之間因橫向作用力而發生相對偏移的問題，且疊片過程 中，正負極邊沿處容易因壓合作用而出現彎折接觸而導致短路的情況，因此固態電池用疊片 設備需要具備更高的精度和穩定性。

2.3.2.膠框覆合技術：提升固態電池極片貼合度，避免內短路問題

在固態電池制造領域，現有的生產工藝仍存在不成熟之處。具體而言，在將裁斷后的極片料 卷（單片極片）與其他極片進行復合、進而制備固態電池電芯的過程中，一個突出的問題是 難以實現相鄰極片間的高精度貼合。這種貼合不良的狀況最終會造成固態電池電芯質量受損。 為了解決這一影響電芯性能的關鍵貼合度問題，利元亨在其公開的專利中提出了固態電池極 片膠框覆合方法。該專利技術能夠顯著增強復合過程中相鄰極片間的貼合程度，以此保障所 生產固態電池電芯的質量水平。

2.3.3.等靜壓設備：致密化與界面問題的潛在解法

固態電池設備開發側重高壓致密化與電極/電解質復合。在傳統液態電池中，電極孔隙通過 液態電解液的浸潤形成連續的離子傳輸通道，然而固態電池中固態電解質的剛性特征使其難 以充分填充高孔隙結構，因此固態電池中孔隙率需控制在 5%以下，才能保證鋰離子的快速傳 導。同時，固態電池中電極/電解質界面的物理接觸質量遠遜于液態體系，界面阻抗成為性能 的主要限制因素。為了解決上述問題，高壓致密化工藝、電解質&極片復合工藝成為固態電池 制造的關鍵工藝，設備開發的重點落在增強電解質/電極緊密復合和電極致密化，提升界面 均勻性。 等靜壓是一種先進的材料致密化技術。等靜壓技術是將待壓件的粉體置于高壓容器中，利用 液體或氣體介質不可壓縮和均勻傳遞壓力的性質從各個方向對加工件進行均勻加壓，使粉體 各個方向上受到的大小一致的壓力，從而實現高致密度、高均勻性坯體的成型。在這過程中， 材料的特性與尺寸、形狀、取樣方向無關，而與材料的成型溫度、壓力有關。等靜壓技術本 身是一項成熟的技術，在陶瓷、粉末冶金等領域已有廣泛應用。在固態電池中，傳統熱壓、 輥壓方案提供壓力有限且施加壓力不均勻，難以保證致密堆積的一致性要求，進而影響電池 性能。而等靜壓技術可以有效消除電芯內部的空隙，提升電芯內組件界面之間的接觸效果， 進而增強導電性，提高能量密度，并減少運行期間的體積變化。

按成型和固結時的溫度高低，等靜壓機主要分為冷等靜壓機、溫等靜壓機、熱等靜壓機三類。 冷等靜壓是目前最常用的等靜壓成型技術。冷等靜壓機在常溫下運行，無需加熱裝置，一 般由加壓站、冷卻系統、缸體（鋼筒）、框架、上端塞（頂蓋）、控制柜等組成。通常利用 液體（例如水或油或乙二醇混合液體）為壓力介質，利用橡膠和塑料作包套模具材料，相 比熱等靜壓，可對粉末施加更高的壓力（100-630MPa），可為下一步燒結、煅造或熱等靜壓 等工序提供具有足夠強度的“生坯”，并可在燒結之前對其進行較為精細的機械加工，顯著 減少燒結后制品的加工量。在固態電池應用領域，有研究人員利用冷等靜壓技術制備石榴 石基超薄柔性復合固態電解質膜，另有研究人員采用冷等靜壓-高溫固相法制備Li6.3Al0.15La3Zr1.75Ta0.25O12 固態電解質。

溫等靜壓存在一定調控難度，海外企業有所布局。溫等靜壓機利用液體或氣體作為工作介質， 在密閉容器中通過增壓系統逐步加壓，使得被加工的物體在各個表面受到相等的壓強，并在 模具限制下完成成型過程。與冷等靜壓機相比，溫等靜壓機在工作過程中會加熱介質或工件， 以達到特定的溫度條件，從而促進材料的致密化、擴散或相變等過程，工作溫度一般不超過 500℃，壓強范圍可達 300MPa 左右。但是溫等靜壓的溫度和壓力對于制品有著很大的影響， 較難實現對溫度的精準控制，同時工作缸內均溫性也難以得到保證。據鋰電中國和中國工藝 新聞網的報道，三星 SDI 在固態電池產線中測試中采用了水壓和輥壓工藝的溫等靜壓機，瑞典高壓設備專業供應商 Quintus Technologies 在其電池應用中心投入的 QIB180 實驗室電池 壓機也是溫等靜壓機。

熱等靜壓適用性好但成本較高。熱等靜壓機需要以較為昂貴的氬氣、氮氣、氦氣等惰性氣體 或其他混合氣體作為壓力介質，向制品（粉體或已經成型的樣品）施加各向同等壓力 （100~200MPa）的同時利用加熱爐對制品施加 1000~2200℃的高溫，從而使制品得以燒結或 致密化的過程。在固態電池生產中，熱等靜壓機能夠確保電池組件在高壓和高溫下受到均勻 的壓力，從而產生高度均勻的材料，提高電池的整體性能；可控性強，通過調節壓力和溫度 等參數，可以精確控制固態電池的致密化和界面接觸過程，滿足不同應用場景的需求；適用 范圍廣，熱等靜壓機適用于不同材料和結構的固態電池生產，具有廣泛的適用性。

2.4.后道環節：新增高壓化成設備

后道環節：固態電池要求大壓力化成，化成壓力要達到 60-80 噸，由此產生高壓化成分容設 備需求，低壓化成被替換為高壓化成，需配備高壓化成分容機以激活固態電池性能。固態電 池需要高壓化成的核心原因在于其獨特的固-固界面特性和離子傳導機制，這與傳統液態電 池的化成過程存在本質差異。 解決固固界面接觸問題：固態電解質與電極之間是剛性接觸，存在微觀空隙和接觸不良，必 須通過高壓（通常 60-100MPa）壓制才能消除界面空隙，增大有效接觸面積，促進固態電解 質與電極的物理/化學結合。 激活離子傳導通道：固態電解質離子電導率低，需要高壓化成實現強制鋰離子穿透固固界面 屏障，在界面處形成離子導通網絡，以及降低界面阻抗。

3.帶動下游產業升級，eVTOL+人形機器人打開增量空間

3.1.研發能力提升，全固態電池將迎來黃金發展期

截至 2023 年，全球固態電池專利申請量排名前 5 的國家和地區依次為：日本、中國、美國、 韓國、歐洲。日本的專利申請量排名世界第一，在電池領域的研究起步早、積累豐富。日本 打造車企和電池廠共同研發體系，政府資金扶持力度超 2 千億日元，力爭 2030 年實現全固 態電池商業化。中國的專利申請量排名世界第二，自 2016 年以來專利申請量躍居世界首位。

2022 年以來，固態電池的研發和產業化取得了明顯進展，但是目前仍然面臨著尚未完全解決 的離子電導率問題、固固界面問題和循環性能問題等，預計其產業化時間節點將在 2030 年 左右。根據前瞻產業研究院的數據，2024 年中國固態電池行業市場規模已經達到 20 億元， 2025 年固態電池市場規模預計達到 86 億元，2026 年將進一步增長到 205 億元，2030 年中國 固態電池行業市場規模將達到 1163 億元。

根據 EV Tank 數據顯示，2023 年中國固態電池行業出貨量已經達到 1GWh，預計 2024 年固態 電池出貨量達到 3.3GWh，2025 年進一步增長到 11.1GWh，固態電池量產實現后出貨量進一步 快速增長，進入快速增長期，在 2030 年預計出貨量達到 614.1GWh。 根據中商產業研究院的數據，目前固態電池的滲透率較低，2023 年固態電池滲透率不到 0.1%， 隨著固態電池的發展以及量產，滲透率快速提升，預計 2030 年固態電池滲透率可以達到 10%。

3.2.固態電池與 eVTOL 完美契合

eVTOL 飛行器主要由機體子系統、導航通訊與飛控子系統、動力子系統和能源子系統構成。 eVTOL 的動力系統采用分布式推進系統（DEP，Distributed Electric Propulsion），該設計使其 能夠提升動力系統的安全性冗余、有效降低本機噪音（降低約 10%~15%）和最大限度提升動 力系統的能源使用效率。 對于 eVTOL 飛行器來說，電池有兩項關鍵性能指標與 eVTOL 綜合性能緊密相關，一是能 量密度，一是功率密度。相比較來說，電池功率密度（單位質量電池的放電功率大小）是 eVTOL 飛行器更關鍵的性能指標，因為它決定了 eVTOL 是否可以安全起飛和著陸。而另一方面， 能量密度（電池平均質量所釋放出的電能）大致上決定了 eVTOL 的航程范圍，目前 300Wh/Kg 能保證 200~300 公里航程。

作為 eVTOL 技術的核心組件，電池的性能和安全性直接決定了 eVTOL 飛機的性能和市場 接受度。能量密度方面，eVTOL 垂直起飛所需要的動力是地面行駛的 10-15 倍，商用門檻高 達 400Wh/kg，且未來能量密度要求將會達到 1000Wh/kg，遠高于當前車用動力電池的能量密 度；充放電倍率方面，eVTOL 的飛行需要經歷起飛、巡航、懸停等階段，其中起降階段要求 電池的瞬間充放電倍率在 5C 以上；安全性能、循環壽命等方面，eVTOL 對電池的要求也極 為嚴苛。

政策引導，eVTOL 將成為固態電池商業化的助推劑。2024 年 3 月 27 日，工信部等四部門印 發《通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030 年）》，明確提出推動 400Wh/kg 級航空鋰電 池產品投入量產，實現 500Wh/kg 級航空鋰電池產品應用驗證。鑒于傳統液態鋰電池能量密 度限制和 eVTOL 對電池性能的高要求，固態電池有望率先在 eVTOL 市場放量。

2025 年，隨著低空場景應用的拓展與落地，相關電池企業訂單及融資等動態不斷，國內電池 企業密集加碼低空經濟賽道：孚能科技 1 月 23 日透露已實現全球首批 eVTOL 電池量產交 付；寧德時代在 2 月 11 日港股招股書中提出航空電池產能規劃，并投資峰飛航空；億緯鋰能 2 月 21 日已助力 AS700D 載人飛艇首飛，3 月 18 日宣布為小鵬匯天提供飛行汽車電池；珠 海冠宇 3 月 13 日宣布完成 9 億元增資，強化無人機業務布局；中創新航、國軒高科分別與 小鵬匯天、億航智能展開合作，加速搶占低空經濟新高地。 在 CIBF2025 上，固態電池成為核心展示方向之一，多家企業展示了面向低空經濟場景的動 力電池方案，涵蓋城市空中交通、工業無人機、載人飛行器等應用方向，產品普遍強調輕量 化設計、倍率輸出與冗余安全體系。贛鋒鋰業 500Wh/kg 級全固態電池，配套硫化物電解質 與鋰金屬負極，10Ah 級樣品已實現小批量生產，計劃年底交付驗證樣品；億航智能聯合欣界 能源推出“獵鷹”鋰金屬固態電池，能量密度達 480Wh/kg，循環超 1000 次，eVTOL 續航提升至 48 分鐘以上；產業鏈企業亦開始介入系統集成與平臺適配，如海目星聯合欣界能源啟 動 5GWh 固態電池產線建設。飛行電池成為固態電池工程化驗證的重要接口，也在低空經濟 打開新的增長預期。

3.3.人形機器人突破“最后一公里”的關鍵推手

人形機器人的發展緊迫性，本質上反映了人類社會向“人機共生”文明躍遷的臨界狀態。當 勞動力缺口擴大、AI 技術成熟、能源革命突破、地緣競爭加劇等多重因素形成共振，其發展 已不再是“是否必要”的選擇題，而是“以多快速度實現”的生存命題。 當前人形機器人的“能源之困”具體體現在三個方面：其一，鋰電池續航能力不足導致作業 中斷頻繁，例如特斯拉 Optimus 僅能支持數小時基礎任務；其二，電池體積和重量占比過高， 限制了機器人的靈活性與輕量化設計；其三，極端溫度下的性能衰減與潛在熱失控風險，阻 礙了其在工業、救援等場景的應用。這些短板恰恰與固態電池的高能量密度、快速充放能力、 結構緊湊性和熱穩定性形成鮮明互補。

當固態電池與人形機器人深度融合，這場“能源革命”將改寫機器人的能力邊界。更高能量 密度的電池可支持全天候自主作業，超快充技術讓機器人像人類一樣“即充即用”，而本質安 全特性則拓寬了其在家庭、醫療等敏感場景的適用性。 2025 年，隨著技術迭代與應用場景擴展，固態電池未來或有望成為人形機器人能源系統的首 選，主要體現在以下四方面： 1、 傳統鋰電池的能量密度已接近理論極限（約 300Wh/kg），而固態電池通過固態電解質替 代液態電解質能量密度理論上可提升至 500Wh/kg 以上，為人形機器人的高強度作業提 供更持久的動力支持。 2、 人型機器人在工業巡檢家庭服務等場景中可能面臨碰撞、高溫等極端環境。液態鋰電池 存在漏液、短路甚至爆炸風險，而固態電池的固態電解質具備更高的熱穩定性，即使受 外力沖擊也能保持結構完整。 3、 固態電池體積更小、重量更輕，可顯著優化人形機器人的機械設計。例如，特斯拉 Optimus 的迭代版本通過采用固態電池，整體重量減輕 15%，騰出的空間用于提升關節靈活性與 傳感器密度。 4、 人形機器人需集成更多傳感器與 AI 模塊，能耗壓力倍增。固態電池的高能量密度與低自 放電率可為復雜算法與多模態交互提供能源保障。

具身智能機器人有望成為帶動鋰電池需求增長的重要驅動力，并推動高能量密度、高安全性 電池技術的迭代升級，重塑細分市場格局。

根據高工機器人產業研究所的數據，中國人形機器人市場預估銷售量在 2025 年將達到 7300 臺，市場規模有望接近 24 億元，到 2030 年，銷量將達到 16.25 萬臺，市場規模將超過 250 億元。預計到 2031 年，人形機器人進入快速起量期，到 2035 年銷量有望達到 200 萬臺左右， 屆時中國人形機器人市場規模有望接近 1400 億元。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】