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核心觀點摘要
—固態(tài)電池具備高安全性、長壽命及高能量密度等理論優(yōu)勢，成熟后適用于對能量密度要求較高的動力電池場景，預(yù)計2030年左右在乘用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。但在儲能場景，受限于高成本、集成復(fù)雜、安全性爭議等因素，短期難以替代液態(tài)鋰電池。
—當(dāng)前固態(tài)電池成本顯著高于液態(tài)磷酸鐵鋰電池，其中硫化物固態(tài)電池整體成本在1.5元/Wh以上，氧化物固態(tài)電池成本超2.5元/Wh，聚合物固態(tài)電池維持在0.8-1.5元/Wh，遠高于液態(tài)鋰電的0.3元/Wh。預(yù)計2030年后，聚合物固態(tài)電池可率先進入商業(yè)化階段，但成本依舊是液態(tài)鋰電池的3倍以上。儲能電站中電池成本占比超30%。
—固態(tài)電池雖節(jié)省占地面積，但土地成本在儲能系統(tǒng)總投資中占比極低（3%–5%），無法抵消其投資成本的增加。此外，固態(tài)電池采用的三元材料安全爭議未消，電芯容量小帶來的集成難度較高，短期內(nèi)不具備在電力系統(tǒng)規(guī)?；渴鸬臈l件。
一、固態(tài)電池發(fā)展態(tài)勢
（一）固態(tài)電池理論技術(shù)優(yōu)勢
固態(tài)電池最核心的理論優(yōu)勢是安全性高、壽命長、能量密度大。一是采用固態(tài)電解質(zhì)降低了液體電解液副反應(yīng)和燃爆風(fēng)險，熱失控概率較同體系液態(tài)電池降低95%，且高機械強度降低了碰撞和擠壓等外力導(dǎo)致內(nèi)部短路風(fēng)險。二是固態(tài)結(jié)構(gòu)有效抑制鋰枝晶生長，理論上循環(huán)壽命可提升2倍以上。三是固態(tài)電解質(zhì)可兼容金屬鋰負極和高性能正極材料（如高電壓富鋰基正極），能量密度比液態(tài)鋰電池高30—50%。
（二）當(dāng)前技術(shù)瓶頸與攻關(guān)方向
固態(tài)電解質(zhì)來帶的導(dǎo)電率不足、界面接觸不充分、制備工藝復(fù)雜問題仍是核心技術(shù)瓶頸。一是固態(tài)電解質(zhì)離子導(dǎo)電率不足，其對離子的束縛度高于液態(tài)物質(zhì)。二是固體電極與固態(tài)電解質(zhì)界面接觸問題，電解液改為固態(tài)電解質(zhì)后，與電極間的界面接觸阻抗較大，且固態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中可能產(chǎn)生應(yīng)力，誘發(fā)材料-界面-電極的變形、疲勞、斷裂等機械失效問題。三是制備工藝復(fù)雜，大規(guī)模制備適配性差，且與現(xiàn)有液態(tài)鋰電池生產(chǎn)設(shè)備相差較大，重構(gòu)生產(chǎn)線投資大。
（三）當(dāng)前技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)
當(dāng)前固態(tài)電池仍處于實驗室攻關(guān)突破階段，電解質(zhì)體系、制備工藝均未確定，實際壽命較短。固態(tài)電解質(zhì)體系方面，目前有硫化物、氧化物和聚合物三大主流技術(shù)路線，尚未形成類似液態(tài)鋰電池六氟磷酸鋰電解液一統(tǒng)天下的局面。制備工藝方面，濕法和干法制備工藝各有優(yōu)勢，也沒有形成液態(tài)電池那樣統(tǒng)一高效的制備方法。循環(huán)壽命方面，目前各家實測壽命均在1000次左右，遠低于固態(tài)電池10000次的理論壽命，也低于目前液態(tài)鋰電池6000次左右的實際壽命。
（四）主要研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)
固態(tài)電池的商業(yè)化進程由車用場景率先推動，頭部企業(yè)量產(chǎn)計劃集中于2024-2030年。從國外看，美國Solid Power計劃2027年小批量生產(chǎn)硫化物全固態(tài)電池，能量密度突破500Wh/kg；日本豐田計劃2027年量產(chǎn)硫化物全固態(tài)電池，其全固態(tài)電池專利全球第一；韓國三星SDI和LG新能源計劃2027年量產(chǎn)硫化物固態(tài)電池；美國QuantumScape硫化物固態(tài)電池，正在與大眾合作推進車用電池。從國內(nèi)看，清陶能源2026年將實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)；純鋰新能源公司在2024年10月正式投產(chǎn)了國內(nèi)首條全固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線，采用聚合物技術(shù)路線；寧德時代計劃2027年小批量生產(chǎn)硫化物全固態(tài)電池，能量密度突破500Wh/kg；衛(wèi)藍新能源計劃2026年試點聚合物全固態(tài)儲能。
需要說明的是，國內(nèi)出現(xiàn)了一種半固態(tài)電池概念，本質(zhì)上是液態(tài)電池的改良，不是實質(zhì)上的固態(tài)電池。半固態(tài)電池核心原理是在液態(tài)鋰電池電解液中加入一部分固態(tài)物質(zhì)，其原理類似液態(tài)電池，如清陶能源于2024年量產(chǎn)氧化物半固態(tài)電池并裝車智己L6，能量密度368Wh/kg，比普通液態(tài)三元鋰電池高20%，比普通液態(tài)磷酸鐵鋰電池高60%，距離真正的固態(tài)電池500Wh/kg尚有差距。
二、固態(tài)電池在電力系統(tǒng)應(yīng)用趨勢
（一）成本下降趨勢
從當(dāng)前看，固態(tài)儲能電池在成本上顯著高于液態(tài)磷酸鐵鋰電池。液態(tài)磷酸鐵鋰電池價格已經(jīng)降到0.3元/Wh以下。硫化物固態(tài)電池由于硫化鋰等電解質(zhì)材料昂貴及對無水無氧制造環(huán)境的高工藝要求，整體成本在1.5元/Wh以上；氧化物固態(tài)電池因材料稀缺、制造環(huán)節(jié)需高溫?zé)Y(jié)，成本普遍超過2.5元/Wh；聚合物固態(tài)電池材料端成本相對可控且制備工藝與液態(tài)電池類似，但仍受限于鋰金屬負極與熱管理需求，成本維持在0.8–1.5元/Wh。三類固態(tài)電池均處于中試或試產(chǎn)階段，制造與系統(tǒng)集成成本遠高于主流磷酸鐵鋰電池，短期內(nèi)難以形成有效的成本競爭力。
從未來看，電池材料成本占比高達60%-75%，固態(tài)電池材料成本高于液態(tài)電池，即使大規(guī)模發(fā)展后對電力應(yīng)用來說，仍然價格太高。到2030年，預(yù)估液態(tài)鋰電池價格會下降到0.25元/Wh以下。聚合物固態(tài)電池在材料、工藝及系統(tǒng)端的優(yōu)化潛力更大，預(yù)計到2030年有望將成本控制在0.75-1.5元/Wh之間，率先實現(xiàn)初步商業(yè)化。硫化物固態(tài)電池成本有望降至1.3-2.1元/Wh，氧化物固態(tài)電池受限于工藝成本居高不下，成本還會超過2.0元/Wh，均顯著高于液態(tài)鋰電池。
（二）電力儲能應(yīng)用發(fā)展
固態(tài)電池較難在電力儲能中得到大規(guī)模應(yīng)用。一是電池價格太高，電力系統(tǒng)提供均一化產(chǎn)品，所有的電力價格是一樣的，不會因為是固態(tài)電池而獲得高價，固態(tài)電池的成本不能像車企一樣通過高端車型進行疏導(dǎo)。二是能量密度大的優(yōu)勢難以變?yōu)樵靸r優(yōu)勢，盡管固態(tài)電池系統(tǒng)更緊湊，占地面積有望比液態(tài)鋰電池節(jié)省30%—50%，但儲能電站占地面積成本一般只占總成本的3%–5%，節(jié)約的土地難以抵消固態(tài)電池投資的增加。三是安全認可度方面，為了達到高能量密度，固態(tài)電池很多采用三元鋰材料，而三元鋰液態(tài)電池在韓國曾引發(fā)26起儲能電站火災(zāi)事故，國內(nèi)幾乎全部選擇了更加安全的磷酸鐵鋰系統(tǒng)，三元材料在電力系統(tǒng)的認可度存疑。四是集成便利性方面，固態(tài)電池散熱性差，電芯規(guī)格普遍較小，目前約20Ah，需要多級串并聯(lián)組成儲能系統(tǒng)，增加集成的危險因素，而液態(tài)鋰電池電芯可以做的很大，目前主流是314Ah，已經(jīng)實現(xiàn)只串不并，正在向500Ah以上發(fā)展，大大提高了集成的安全性。
