前言电池作为现代社会的核心能源载体，已深度融入人类生产生活的各个领域。从便携式电子设备到大规模储能系统，从新能源汽车到航空航天应用，电池技术为现代社会提供了高效的能量转换与存储解决方案。作为连接可再生能源发电与终端用电的关键枢纽，电池不仅推动了移动互联网时代的到来，更在实现"双碳"目标的能源转型中扮演着至关重要的角色。随着能量密度和安全性等关键指标的持续突破，电池技术正引领着全球能源利用方式的革命性变革。锂离子电池是非常常见的一类电池，主要有正极、负极和电解质等组成。充电过程中，锂离子从正极材料经由电解液传输并嵌入负极碳材料的层状孔隙结构中，其嵌入量与充电容量呈正相关；放电时，锂离子从碳层中脱出并返回正极材料，此时回嵌正极的锂离子数量直接决定了放电容量。这种"摇椅式"的锂离子往复运动机制构成了锂离子电池储能与释能的基础。固态电池简介当代商业化锂离子电池受限于其液态电解质体系，面临热稳定性不足引发的安全风险以及能量密度难以进一步提升的双重挑战。为解决上述问题，固态电池作为新一代储能技术被广泛研究。它以固态电解质取代传统的液态电解质，可有效实现电荷在正负极间的传导。这种根本性的材料革新，一方面凭借固态电解质自身的不易燃特性，可从材料层面根除燃烧隐患，显著提高电池的本身安全性；另一方面，它为匹配高能量密度正负极材料提供了可能，从而有望大幅提升器件的能量密度。因此，固态电池技术被视为构建未来高安全、高比能储能系统的关键发展方向。我国固态电池领域的政策引导已从宏观支持逐步转向标准与规范化发展。这一进程始于2022年工信部等部委的政策部署，之后行业的规范和管理逐年清晰：2022年将固态电池纳入国家碳中和储能技术体系；2023年强化标准体系研究并提出循环寿命与安全性要求；2024年明确了固态单体电池的性能规范；至2025年，则进一步推动标准子体系建设并明晰了全固态电池的定义。随着政策引导的持续深化，固态电池技术正加速从实验室走向产业化。政策标准与市场需求的双轮驱动，正推动产业链上下游协同攻关，加速实现规模化应用的商业闭环。固态电池的电解质当前固态电解质材料体系主要包含硫化物、氧化物、聚合物和卤化物四大类。在产业化应用层面，氧化物电解质凭借其技术成熟度已成为半固态电池的主流选择；而硫化物电解质则因其优异的离子电导率与理想的机械加工特性，正逐步确立为全固态电池领域最具发展前景的技术路线。这一技术分化既反映了材料特性的适配差异，也体现了不同应用场景对电解质性能的核心诉求。硫化物固态电解质主要由硫化锂与铝、磷、硅等元素构成，其三维骨架结构为锂离子提供了优异的传输通道。这种材料体系具有两大显著优势：一是硫离子的特性拓宽了锂离子传输通道，使其展现高离子电导率；二是与硫基阴极材料具备良好的界面相容性。这些优势还可支持高达900Wh/kg的理论能量密度，显著超越传统液态锂电池。然而，该体系存在若干关键缺陷：较窄的电化学窗口导致与金属锂负极兼容性差，易形成高阻抗界面相并引发锂枝晶生长；材料对水氧的敏感性及加工过程中可能产生的有毒气体(SO/HS)增加了制造难度；且当前合成工艺依赖昂贵的LiS原料，导致成本居高不下。这些因素共同制约了硫化物固态电池的商业化进程。氧化物固态电解质相较于硫化物体系展现出更宽的电化学窗口和更高的氧化稳定性，其典型结构包括NASICON型、石榴石型及非晶态LiPON等类型。然而，该材料体系存在三个关键限制因素：其一，室温离子电导率普遍低于硫化物，且晶界电阻显著制约其实际导电性能；其二，制备工艺需在1000℃以上高温烧结以获得致密陶瓷体，而其固有的脆性难以适应电极材料的体积变化，导致界面接触恶化并产生高传质阻抗；其三，电极-电解质界面相容性差，循环过程中界面阻抗持续上升，引发负极有效容量不足与电池寿命缩短。这些特性不仅大幅提高了生产成本与工艺复杂度，更对电池组装环节提出了严苛要求。聚合物固态电解质通常由聚合物基质（如聚环氧乙烷PEO、聚丙烯腈PAN）与锂盐（如LiClO、LiPF）复合构成。该体系具有优异的机械柔韧性和良好的成膜特性这两大突出优势，这使其在规模化生产方面具备显著优势。然而，其室温离子电导率普遍较低，这一关键性能缺陷严重制约了其在全固态电池体系中的应用前景，难以满足高功率密度场景下的离子传输需求。卤化物固态电解质主要包括LiαMCl、LiαMCl和LiαMCl等系列（M为过渡金属元素）。这类材料综合性能优异，兼具高离子电导率、宽电化学窗口、良好的塑性变形能力以及优异的高电压稳定性，被视为固态电解质领域的新兴发展方向。然而，其实际应用仍面临三大关键挑战：一是原材料成本居高不下；二是与金属锂负极的界面相容性较差，易发生副反应；三是化学稳定性不足。这些缺陷严重制约了卤化物电解质的产业化进程。固态电池的正负极为匹配固态电池的技术需求，正负极材料体系正经历系统性升级。在正极方面，近期以高镍三元材料为主导，通过单晶化结构设计、氧化物表面包覆及过渡金属掺杂等改性技术提升其电压平台和循环稳定性；远期则向超高镍、富锂锰基及高压尖晶石等更高能量密度体系发展。负极方面，产业正经历从石墨到硅基复合材料的转型，通过四代技术迭代逐步解决其体积膨胀和低首效等瓶颈，最终目标是通过金属锂负极实现能量密度的革命性突破。正极方面，当前商业化正极材料（如钴酸锂LCO、镍锰钴三元NMC、磷酸铁锂LFP）虽具备结构稳定性和技术成熟度优势，但其能量密度已难以满足新一代储能设备需求。富锂锰基层状氧化物凭借其超高比容量（300mAh/g）和能量密度（1000Wh/kg）——现有商用正极材料实际容量的两倍，同时兼具低成本优势，被视为固态电池的理想正极候选。然而，该材料存在初始库伦效率低（<80%）、循环过程中电压/容量衰减快、倍率性能差等核心缺陷，其根源在于充放电过程中阴离子氧的不可逆损失和表面结构降解。目前需通过界面工程设计优化等方式不断打通商业化道路上的堵点。负极方面，随着石墨负极材料接近其理论容量极限，具有4200mAh/g超高理论比容量的硅基材料已成为颇具潜力的新一代负极选择。然而，该材料在嵌锂过程中产生的300%体积膨胀会引发结构坍塌和持续SEI膜生长，导致容量快速衰减和循环寿命缩短。目前通过构建多孔结构、开发复合材料以及实施表面包覆等工程手段，已在一定程度上缓解了这些缺陷，为硅基负极的商业化应用提供了可能的技术路径。金属锂负极凭借其3860mAh/g的超高比容量（约为石墨负极372mAh/g的10倍）、-3.04V的低氧化还原电位以及0.534g/cm3的轻质特性，成为提升电池能量密度的关键材料，理论上可使电芯能量密度提升至440Wh/kg。虽然金属锂的高反应活性使其在液态电池中面临安全风险，但固态电池的无液态电解质特性恰好为此提供了理想的解决方案。作为固态电池的核心组件，锂金属负极的厚度直接影响电芯性能，当前20μm的工艺标准已实现能量密度与界面稳定性的最佳平衡，而未来5-6μm的减薄目标将进一步优化性能并显著降低材料成本。这一厚度精确控制技术是推动金属锂负极商业化应用的关键所在。国内固态电池发展现状全固态电池因其作为下一代电池技术的显著潜力，已成为全球主要经济体竞相布局的战略领域，中国、欧美及日韩等国均在积极推进相关研发工作。若海外国家在该领域率先取得技术突破，可能对我国现有的锂电池产业优势构成挑战。从国际进展来看，根据Trend Force的研究数据，在欧美地区，得益于美国能源部和Horizon Europe等层面的资金支持，部分电池制造商已成功将全固态电池技术推进至中试及整车测试阶段。反观国内发展态势，2025年8月由工业和信息化部与国家市场监督管理总局联合印发的《电子信息制造业2025—2026年稳增长行动方案》中，明确提出了要加强对全固态电池等前沿技术方向的基础研究支持力度，体现了我国在该领域的战略布局。在固态电池电解质技术领域，国内多家企业已展开积极布局并取得阶段性进展。宁德时代于2025年1月获得授权的掺杂型卤化物固态电解质专利，创新性地采用正极掺杂或包覆改性技术，将正极活性材料与掺杂型卤化物固态电解质的质量比控制在9:1至7:3之间。比亚迪在2024年已成功下线60Ah全固态电池中试产品，该电池采用高镍三元单晶正极、低膨胀硅基负极以及复合卤化物硫化物电解质的组合方案。清陶能源则专注于锆系卤化物电解质的改性研究，在保持成本优势的同时有效提升了电解质的电导率和环境稳定性，并通过开发新型制备工艺实现了锆系卤化物的百公斤级规模化生产。除上述企业外，中创新航、一汽集团、恩捷股份等锂电池企业也纷纷布局卤化物固态电解质的复合应用，同时三祥新材、信宇人等材料与设备供应商也积极延伸产业链，共同推动卤化物固态电解质技术路线的产业化进程加速。国内领先的正极材料企业已在全固态电池领域展开前瞻性布局，并积极推进样品验证与产业化进程。容百科技作为行业先驱，率先开发了面向全固态电池的高能量密度富锂锰基正极材料，目前已在全固态电池领域实现百公斤级产品出货并获得批量订单。当升科技凭借其高容量、高密度富锂锰基材料的优异性能指标在行业内保持技术领先，已完成核心客户的产品导入并进入产能爬坡阶段。厦钨新能则专注于硫化物固态电池技术路线，与头部电池制造商合作开发的富锂锰基正极材料已推进至B样验证阶段，其能量密度指标有望突破350Wh/kg。这些头部企业在全固态电池正极材料领域的快速进展，展现了国内产业链在该技术方向上的竞争优势。在锂金属负极制备领域，国内企业已形成多种技术路线并行发展的格局。压延法技术路线以赣锋锂业为代表，该企业通过双压辊压力将锂带与铜箔复合，成功制备出铜锂复合带负极材料；天铁科技同样采用该工艺路线，且已与欣界能源签订了价值4亿元的100吨材料采购框架协议。蒸镀法技术路线由英联股份主导，该公司开发的锂金属/复合集流体一体化材料已与头部汽车企业达成技术合作，预计将于2026年6月实现产品交付。熔融法技术路线则以道氏技术为核心，通过与电子科技大学的产学研合作，重点开发单面/双面锂覆铜超薄锂负极带材以及自支撑超薄锂负极带材，该合作项目将持续至2027年12月。这些差异化技术路线的同步推进，为全固态电池锂金属负极的产业化提供了多元化的解决方案。总结与展望固态电池的发展代表着储能技术从液态体系向固态体系的范式转变，其核心突破在于通过固态电解质材料实现了能量密度与安全性的协同提升。当前技术演进呈现出多维度创新特征：在材料层面，新型电解质体系不断优化离子传输性能，电极材料持续向高容量化与界面稳定性方向发展；在制造工艺层面，关键技术正逐步突破规模化生产瓶颈。全球范围内，产业生态已形成基础研究、工程开发和商业应用的多层次推进格局，各国通过政策引导与产学研协同加速技术迭代。尽管仍面临不少科学挑战，但固态电池的技术成熟度正在快速提升，预计将在未来五到十年内完成重要技术跨越。这一进程不仅将重构现有动力电池技术路线，更可能催生新一代能源存储解决方案，对实现碳中和目标具有重要战略意义。作者：田曜齐来源：华鑫信托责任编辑：llxy