固态电池能量密度极大提升，降本是关键
思瀚产业研究院    2025-06-20

全固态电池安全性、能量密度大幅提升

高安全性是固态电池的首要优势。传统液态电池存在电池热失控等安全隐患，在大电流下工作负极有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致内部短路。液态电池采用有机电解液，当电池在温度过高或内部短路等异常情况下，存在自燃甚至爆炸的危险。而固态电池采用固态电解质，固态电解质具有不易燃、耐高温、化学活性低等特 性，且能够有效抑制锂枝晶生长。

全固态电池能量密度相比液态电池大幅提升。从能量密度看，液态电池可达250Wh/kg+，半固态可达350Wh/kg+，准固态可实现400Wh/kg+，全固态可突破500Wh/kg，主要由于：

➢ 材料端看：固态电解质具备更稳定、更安全，电化学窗口宽（5V以上）等性质，因此可以兼容高比容量的正负极，比如高电压正极、富锂锰基、硅负极、锂金属负极等材料，进而大幅提升电芯能量密度。

➢ 结构端看：固态电解质将电解液的隔膜功能合二为一，大幅缩小正负极间距，从而降低电池厚度，因此提升电芯能量密度。

➢ Pack端看：固态电解质的非流动性，可以实现电芯内部的串联、升压，可以降低电芯的包装成本，并提升体积能量密度。固态电解质的安全性，可以减少系统热管理系统需求，成组效率大幅提升，从而提升Pack能量密度。

全固态电池不足：离子电导率低，成本较高

全固态电池中的界面问题是制约电池性能的重要因素。与液态电池中的固-液界面不同，固态电解质与电极之间的固–固界面主要是：1)物理接触，电极和电解质之间为点接触，容易产生裂缝和气孔，限制界面处锂离子传输；2)化学接触，界面处的(电)化学副反应导致固–固界面稳定性降低，增大界面阻抗。

当前全固态电池成本是液态电池的4-5倍。固态电解质目前难以轻薄化，用到的部分稀有金属原材料价格较高，全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大，全固态电池成本预计明显高于现有液态电池。

目前主流三元电芯成本约0.4-0.5元/Wh，根据清陶能源、卫蓝新能源等企业半固态电池项目环评书，测算半固态成本约0.85元/Wh，全固态电池成本约为 1.5-2.5 元 /wh。远期看，根据TrendForce预测，经过市场大规模快速推广，全固态电池搭载锂金属负极、电解液也将全部被替换为固态电解质，2035年电芯价格将有机会降至0.6-0.7元人民币/Wh。

固态电池材料演变路线

在传统液态电池技术的基础上，正负极材料中短期可以沿用前期技术，中长期可以朝向更好性能方向升级；固态电解质尤其是硫化物技术路线为纯增量环节；辅材包括导电剂、粘结剂等或因固态特性导致性能需求/用量提升。

根据欧阳明高预测，2025～2027年，石墨／低硅负极硫化物全固态电池以200～300Wh/kg为目标，攻克硫化物固态电解质，打通全固态电池技术链，三元正极和石墨／低硅负极基本不变，向长寿命大倍率方向发展。

2027～2030年，高硅负极硫化物全固态电池以400Wh/kg和800Wh/kg为目标，重点攻关高容量硅碳负极，三元正极和硫化物固态电解质仍为主流材料体系，面向下一代乘用车电池。

2030～2035年，锂负极硫化物全固态电池以500Wh/kg和1000Wh/kg为目标，重点攻关锂负极，逐步向复合电解质（主体电解质＋补充电解质）、高电压高比容量正极发展（高镍、富锂、硫等）。