AI赋能产业变革，eVTOL+人形机器人打开固态电池增量空间
思瀚产业研究院    2025-05-29

产业链结构

固态电池产业链上游主要包括锂、锆、锗、钴、镍、镧等矿产原材料供应商；中游为固态电池制造企业，包括电池厂商、固态电池初创企业和锂电材料厂商，负责固态电池的设计、研发和生产，是主导研发、推动产业化发展的核心力量；下游应用领域主要包括新能源汽车、储能系统和消费电子设备，对固态电池的高安全性、高能量密度特性有较高需求。

AI技术引领固态电池新变革

从“单场景”向“多场景”拓展：覆盖科研、高端消费、新兴科技、商用储能、民用交通等多个场景；满足高安全、高稳定性、高能密度等多样化需求。

驱动产业链重构与洗牌：固态电解质商、改性材料商、BMS商、设备商等核心环节企业价值上升；电解液、隔膜等液态电池环节绑定性弱化，话语权下降。

AI智能终端对固态电池的需求日益增加

以eVTOL为代表的载人飞行器对于能量密度和功率密度的要求较高，同时由于电池占总成本比重较大因此要求具有较强的性价比。电动汽车要求较高的能量密度和较高的充电倍率以提升用户使用体验，同时要求电池具有性价比以提升产品价格吸引力。在传统消费电子领域，如手机，对电池容量和环境适应性的要求通常较高，电池容量多在3000mAh以上，并适应多种环境，同时对于成本具有较强的敏感性。

无人机、机器人等新兴应用场景更加重视通过优良的电池性能提供给用户更优质的体验。与手机和电脑等传统消费电子产品相比，这些新兴领域能够接受全固态电池等先进电池技术所带来的较高成本，高性能和轻量化在当前阶段受到厂商重视。航天、深潜等科研领域追求极致性能，对成本不敏感，其对干能量密度和电池寿命的要求非常高，并且要求电池对干极端环境有较强的适应能力。

固态电池：从动力到穿戴设备的全场景突破

动力电池市场

技术突破：梅赛德斯-奔驰电池能量密度达450Wh/kg，GSYUASA开发的全固态电池原型单位体积存储容量达到750瓦时，容量超传统电池1.5倍，宁德/比亚迪突破硫化物电解质技术。

产业化提速：预计中国2025年样品/2027年量产，丰田/本田计划2025-2026年试产，比亚迪计划配套4000+闪充站。

储能市场

性能突破：高安全/长寿命/宽温域，固态电解质减重提效。

示范加速：中电兴发研发推进。

场景适配：风光储一体化首选，合作模式加速产业化。

消费电子市场

商用落地：华为2024年首发固态电池手机，本田推进产业化，高端市场率先应用。

能量密度2-3倍于锂电，实现设备轻薄化+续航提升，安全性更优。

市场爆发：头豹研究院预计2024-2028年消费电子电池市场CAGR达6.61%，固态电池渗透率持续提升。

固态电池与eVTOL完美契合

eVTOL飞行器主要由机体子系统、导航通讯与飞控子系统、动力子系统和能源子系统构成。eVTOL的动力系统采用分布式推进系统（DEP，Distributed Electric Propulsion），该设计使其能够提升动力系统的安全性冗余、有效降低本机噪音（降低约10%~15%）和最大限度提升动力系统的能源使用效率。

对于eVTOL飞行器来说，电池有两项关键性能指标与eVTOL综合性能紧密相关，一是能量密度，一是功率密度。相比较来说，电池功率密度（单位质量电池的放电功率大小）是eVTOL飞行器更关键的性能指标，因为它决定了eVTOL是否可以安全起飞和着陆。而另一方面，能量密度（电池平均质量所释放出的电能）大致上决定了eVTOL的航程范围，目前300Wh/Kg能保证200~300公里航程。

作为eVTOL技术的核心组件，电池的性能和安全性直接决定了eVTOL飞机的性能和市场接受度。能量密度方面，eVTOL垂直起飞所需要的动力是地面行驶的10-15倍，商用门槛高达400Wh/kg，且未来能量密度要求将会达到1000Wh/kg，远高于当前车用动力电池的能量密度。充放电倍率方面，eVTOL的飞行需要经历起飞、巡航、悬停等阶段，其中起降阶段要求电池的瞬间充放电倍率在5C以上。安全性能、循环寿命等方面，eVTOL对电池的要求也极为严苛。

政策引导，eVTOL将成为固态电池商业化的助推剂。2024年3月27日，工信部等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，明确提出推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产，实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。鉴于传统液态锂电池能量密度限制和eVTOL对电池性能的高要求，固态电池有望率先在eVTOL市场放量。

航空动力电池独立赛道“风起”。今年以来，随着低空场景应用的拓展与落地，相关电池企业订单及融资等动态不断，国内电池企业密集加码低空经济赛道：亿纬锂能3月18日宣布为小鹏汇天提供飞行汽车电池，其2月21日已助力AS700D载人飞艇首飞；中创新航、国轩高科分别与小鹏汇天、亿航智能展开合作；宁德时代在2月11日港股招股书中提出航空电池产能规划，并投资峰飞航空；孚能科技1月23日透露已实现全球首批eVTOL电池量产交付。珠海冠宇3月13日宣布完成9亿元增资，强化无人机业务布局，行业正加速抢占低空经济新高地。

在近期CIBF2025上，固态电池成为核心展示方向之一，多家企业展示了面向低空经济场景的动力电池方案，涵盖城市空中交通、工业无人机、载人飞行器等应用方向，产品普遍强调轻量化设计、倍率输出与冗余安全体系。

如赣锋锂业500Wh/kg级全固态电池，配套硫化物电解质与锂金属负极，10Ah级样品已实现小批量生产，计划年交付验证样品；亿航智能联合欣界能源推出“猎鹰”锂金属固态电池，能量密度达480Wh/kg，循环超1000次，eVTOL续航提升至48分钟以上。

产业链企业亦开始介入系统集成与平台适配，如海目星联合欣界能源启动5GWh固态电池产线建设。飞行电池成为固态电池工程化验证的重要接口，也在低空经济打开新的增长预期。

固态电池：人形机器人突破“最后一公里”的关键推手

在今年“两会”期间，人形机器人成为了代表委员们热议的话题之一。多位代表和委员就人形机器人的创新发展、量产应用以及相关政策支持等方面表示：人形机器人的发展紧迫性，本质上反映了人类社会向“人机共生”文明跃迁的临界状态。当劳动力缺口扩大、AI技术成熟、能源革命突破、地缘竞争加剧等多重因素形成共振，其发展已不再是“是否必要”的选择题，而是“以多快速度实现”的生存命题.

特斯拉Optimus迭代

当前人形机器人的“能源之困”具体体现在三个方面：其一，锂电池续航能力不足导致作业中断频繁，例如特斯拉Optimus仅能支持数小时基础任务；其二，电池体积和重量占比过高，限制了机器人的灵活性与轻量化设计；其三，极端温度下的性能衰减与潜在热失控风险，阻碍了其在工业、救援等场景的应用。这些短板恰恰与固态电池的高能量密度、快速充放能力、结构紧凑性和热稳定性形成鲜明互补。

当固态电池与人形机器人深度融合，这场“能源革命”将改写机器人的能力边界。更高能量密度的电池可支持全天候自主作业，超快充技术让机器人像人类一样“即充即用”，而本质安全特性则拓宽了其在家庭、医疗等敏感场景的适用性。

2025年，随着技术迭代与应用场景扩展，固态电池未来或有望成为人形机器人能源系统的首选，主要体现在以下四方面：

能量密度与续航能力的上限突破：传统锂电池的能量密度已接近理论极限（约300Wh/kg），而固态电池通过固态电解质替代液态电解质，能量密度可提升至500Wh/kg以上，为人形机器人的高强度作业提供更持久的动力支持。

安全性，复杂场景下的核心保障：人形机器人在工业巡检、家庭服务等场景中可能面临碰撞、高温等极端环境。液态锂电池存在漏液、短路甚至爆炸风险，而固态电池的固态电解质具备更高的热稳定性，即使受外力冲击也能保持结构完整。

轻量化与结构适配性：固态电池体积更小、重量更轻，可显著优化人形机器人的机械设计。例如，特斯拉Optimus的迭代版本通过采用固态电池，整体重量减轻15%，腾出的空间用于提升关节灵活性与传感器密度。

保障未来智能化需求：人形机器人需集成更多传感器与AI模块，能耗压力倍增。固态电池的高能量密度与低自放电率可为复杂算法与多模态交互提供能源保障。

人形机器人带动固态电池发展

参考特斯拉的Optimus单机带电量，如果每台具身智能机器人平均配备2kWh电池容量，GGII预计，2025年全球具身智能机器人用锂电池出货量将达2.2GWh，到2030年需求将超100GWh，2025-2030年复合增长率超100%。具身智能机器人有望成为带动锂电池需求增长的重要驱动力，并推动高能量密度、高安全性电池技术的迭代升级，重塑细分市场格局。

高工机器人产业研究所（GGII）预测，中国人形机器人市场预估销售量在2025年将达到7300台，市场规模有望接近 24 亿元；到 2030 年，销量将达到16.25万台，市场规模将超过250亿元。预计到2031 年，人形机器人进入快速起量期，到 2035 年销量有望达到 200 万台左右， 届时中国人形机器人市场规模有望接近1400 亿元。

看好固态电池在锂电池弱beta情景下的alpha增量

SMM预计，2024年全球新能源汽车行业对锂电池的需求量年均复合增长率预计在11%左右，储能行业对锂电池的需求量年均复合增长率在27%左右，消费电子板块对锂电池的需求量年均复合增长率在10%上下。预计到2030年，全球锂电池需求量或达约2800GWh。全球全固态电池渗透率方面，SMM预计，2025年全固态电池渗透率在0.1%左右，2030年预计全固态电池渗透率或达4%左右，2035年全固态电池渗透率有望达到9%上下。

对比新能源汽车、储能以及消费（3C数码，eVTOL等）三大领域固态电池未来的发展增速发现，预计到2030年消费电子板块渗透率有望达到12%左右，率先实现突破10%，固态电池应用在消费场景率先突破，EV潜力最大。

AI消费终端由于体积限制，对于能量密度要求更高，叠加用户体验升级等因素，成为固态电池商业化落地的试验田，渗透率先突破10%；储能板块场对电芯成本敏感度较高，仅部分价格敏感度较低且极度注重安全性的场景使用固态电芯，短期内需求量有限，预计2030年固态电池在储能板块的渗透率或在2%左右；新能源电池板块，预计到2030年渗透率有望达到5%左右，高端电动汽车对于高安全性和高续航里程的需求，固态电池是其关键选择之一。

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