本文节选自广开首席产研院新能源首席研究员黎焜撰写的《固态电池产业化进程加速，关注核心材料与关键设备环节》产业研究报告。
在未来较长时间内，液态电池、半固态电池与全固态电池预计将呈现共存与互补发展的格局，分别应用于其适配的细分应用场景。随着材料体系、工艺设备、产业链配套的成熟，固态电池的渗透率将逐步提升。
趋势1：固态电池的产业化进程将加快
2025-2030年将是固态电池商业化的关键期。中国在半固态领域领先，半固态电池已开启量产进程，但硫化物全固态电池仍需突破硫化物电解质和锂金属负极等关键技术与成本降低。全固态电池技术路线目前多数企业集中在高镍三元正极+硅碳负极+硫化物电解质的技术路线，具有更高能量密度的富锂锰基正极和锂金属负极等材料是未来的技术迭代与发展方向。
从短期(2025-2027年)看，半固态电池将逐步进入量产阶段，同时全固态电池技术将进一步完善并装车验证，重点解决界面阻抗、循环寿命等技术难题;中期(2028-2030年)全固态电池有望将实现小批量产，应用于新能源汽车、人形机器人、eVTOL飞行器等市场;长期(2030年以后)随着固态电池技术成熟与成本降低，固态电池对传统液态电池的替代进程将加快，在下游市场获得广泛应用。
趋势2：产品技术路线多元化发展，适用不同场景
固态电池技术路线呈现出多元化发展态势。氧化物路线凭借其较高的成熟度，短期将成为半固态电池的主流技术路线，在部分新能源车型已实现装车应用并开启量产进程。硫化物路线具备更优的能量密度等性能，中长期有望成为全固态电池的主流技术路线。聚合物路线聚焦于消费电子等小型化、轻量化的应用场景。
中国拥有液态电池的先发优势，氧化物半固态电池的产线与液态电池兼容度较高，在全球半固态电池市场将强化竞争优势，宁德时代、比亚迪等第一梯队企业将在固态电池领域加大投入，第二梯队的锂电池企业将寻求通过固态电池领域的突破扩大市场份额。全固态电池尽管目前还面临着诸多技术挑战，但各企业都在加大研发投入，力争突破，硫化物与复合电解质固态电池成为重要发展方向。
固态电池量产初期成本为传统锂电池的2-3倍以上，需通过规模化生产与材料创新等途径降本。固态电池的成本较高主要原因有，一是固态电解质等成本较高，硫化物电解质的主要原材料硫化锂目前价格较高。二是生产工艺更为复杂，固态电池的产线及设备要求与传统液态电池的差异较大，硫化物电解质需要全封闭生产环境、氧化物需要高温烧结等，单位产线投资额高于传统锂电池。三是规模化量产的良率有待提高，固态电池对加工精度要求高，目前行业良率普遍低于70%，而传统锂电池良率可达95%以上。
半固态电池的产线与传统液态电池的兼容度可达到80%以上，部分锂电池企业的氧化物半固态电池成本较液态电池仅高出10%左右。固态电池可通过多种路径降本，一是通过规模化生产降低单位成本。目前固态电池仍处于产业化初期，产品的单位成本较高，2024年底固态电池产能约为15-20GWh，不足全球锂电池产能3000GWh的1%；预计在2030年产量达到100GWh以上时，材料成本可下降50%以上。二是优化工艺流程与提升良率，通过开发干法成型、连续烧结等新工艺，可将生产能耗降低约40%；目前全固态电池多数企业为中试或小批量生产，行业大多数企业良品率低于80%。三是回收利用硫化物等高价值量原材料，提高材料利用率。四是提高关键设备的国产化率，干法电极设备、锂金属负极制备设备等核心设备通过进口替代，可大幅降低产线建设成本。
硫化物全固态电池电芯价格在2024年约为5元/Wh，预计在2030年将下降到1元/Wh左右，到2035年大规模量产后进一步降至约0.6-0.7元/Wh，将与传统液态电池的价格相当。硫化物电解质中目前关键原材料高纯硫化锂的成本占比约为70%，随着产品量产与工艺优化，预计硫化锂未来几年的产品价格将下降50%以上。
根据EVTank与中国电池产业研究院的数据，2024年全球固态电池设备市场规模达40亿元，其中半固态电池设备市场规模约38亿元，全固态电池设备市场规模近2亿元。EVTank预计，随着固态电池产业化推进，其设备行业市场规模将显著增长，到2030年，全球固态电池设备市场规模将达到近千亿元。
随着固态电池的市场需求增长，将带动固态电解质材料与相关设备的需求上升。在上游材料领域，固态电池电解质等材料需求将快速增长，主要企业的硫化物电解质等产能未来几年将大幅提升，产能将主要集中在日本、中国等地区。在中游制造环节，干法电极设备、固态电解质制备等关键设备的需求上升，一批具有中科院等较强技术背景的新兴初创企业将在细分市场领域崛起。
随着固态电池量产加速与产能扩张，设备的需求将逐步上升。目前，半固态电池80%以上的设备可兼容现有产线，而从液态升级到硫化物全固态电池，生产线的兼容度不到50%。硫化物电解质设备的投资强度约为2.5亿元/GWh，较传统液态电池高出约一倍。国内目前干法电极涂布机、等静压设备等仍需依赖从德国、日本等海外市场进口，关注具有进口替代能力与技术水平领先的国内厂商。
