最新报告|TrendForce全球固态电池市场发展趋势报告出刊！

Source:TrendForce集邦咨询

尽管前十年已有QuantumScape、Solid Power、SES、Factorial Energy等创业企业致力于固态电池的商业化，但由于工艺和制造成本等因素，固态电池的商业化充满挑战，至今还未达到规模化量产，当前仍面临包括成本高、工艺复杂、缺乏成熟的供应链支持等挑战。

但前十年的基础研究和原型电芯开发的实现，产业已完成对固态电池技术可行性的探索和判断，本十年内将成为固态电池产品商业落地的关键期。此阶段在产业资本和社会资本的助推下，产业链上下游企业以及产、学、研之间的协同合作变得活跃，多数成熟的电池制造商和初创企业都制定了固态电池商业化路线图。目前丰田、日产、三星SDI等全球领先制造商的全固态电池已进入试制阶段，TrendForce集邦咨询预计，随着全球各厂商量产竞速，全固态电池有望在2027年前达到GWh级量产。

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半固态电池目前已扩大到GWh级别量产，但量产初期综合成本偏高，主要在于量产制造经验不足，尤其是电解液的原位固化工艺环节难以有效控制固化的均匀性，导致生产良品率较低（行业领先企业良品率仅50%-80%），另一方面与半固态电池生产规模小，尚未形成规模效应有关。

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聚合物固态电池制造工艺发展较早，相对成熟，和现有的锂电池制造工艺较为接近，其生产制造具有较大成本优势，尤其以PEO基聚合物最为常见，以PEO基聚合物锂金属固态电池为例，其电芯总成本（不含税）约0.5元RMB/Wh，与液态电池相当，法国Blue Solutions已在前十年（2011-2020年）将此路线固态电池在欧洲地区推向商业化应用。

但此类固态电池存在固态电解质室温离子电导率低、电压窗口窄的缺点，较难适配高电压型正极材料（如NMC、LCO、尖晶石镍锰酸锂等），不利于高比能电芯的设计。其次是PEO基聚合物电解质需要在50 ~ 80 ℃温度范围内运行，限制了其大规模商业化推广，因此还需设计电化学窗口更宽、离子电导率更高的聚合物电解质复合材料，以提升电池性能。

硫化物电解质是离子电导率最接近且有望超越液态电解质的一类固态电解质，加上硫化物材料质地柔软，易于机械加工，制备电极时能与活性材料保持良好的固固接触，因此基于硫化物路线的固态电池性能潜力大，被丰田、日产、三星SDI、LGES、SK On等日韩企业以及中国的CATL、比亚迪、国轩高科等多家企业选择。

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整体上，氧化物固态电解质机械强度高、热稳定性和空气稳定性好、电化学窗口宽，可适配高容量的正负极材料，但固态电解质与正负极活性材料的固固界面接触差，导致电池的内阻偏高，因此电池设计时通常会在正/负极侧添加电解液浸润，改善界面接触。

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总体而言，固态电池技术正谨慎且乐观的前行，现阶段固态电池在充放电倍率和循环寿命等关键性能指标上还未展现其真正的商业潜能，同时在成本方面还难与液态锂电池竞争。但在各国政策大力支持和资本的推动下，对固态电池量产初期成本偏高而难以推广应用的担心还为时过早，随着2027-2028年全固态电池小规模装车示范应用，相关量产工艺技术将逐步打通，同时低空飞行（eVTOL/UAM）、军工等对电池成本敏感度相对较低的领域将持续提供固态电池市场需求，固态电池成本也将随生产规模的扩大而显著改善。