2025年固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析
在全球能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下,固態(tài)電池作為下一代動(dòng)力電池的終極解決方案,正逐步從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),成為科研界與產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。固態(tài)電池具有高能量密度、高安全性和長(zhǎng)壽命等顯著優(yōu)勢(shì),有望在新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用,對(duì)推動(dòng)能源革命和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
一、2025年固態(tài)電池行業(yè)現(xiàn)狀分析
(一)市場(chǎng)規(guī)模
全球市場(chǎng)規(guī)模:根據(jù)EVTank聯(lián)合伊維經(jīng)濟(jì)研究院發(fā)布的《中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2025年)》,2024年全球固態(tài)電池出貨量達(dá)到5.3GWh,同比大幅增長(zhǎng)4.3倍,全部為半固態(tài)電池,主要為中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)。EVTank預(yù)計(jì)全固態(tài)電池將在2027年實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),到2030年將實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的出貨。預(yù)計(jì)到2030年全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)到614.1GWh,在整體鋰電池市場(chǎng)的滲透率約為10%。
中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模:據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2024-2029年中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析與投資研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,2023年中國(guó)固態(tài)電池的市場(chǎng)空間達(dá)到約10億元,預(yù)計(jì)2024年中國(guó)固態(tài)電池市場(chǎng)空間將達(dá)到17億元,2025年將達(dá)到29億元,同比增長(zhǎng)70%。出貨量方面,2023年中國(guó)固態(tài)電池出貨量約2.50GWh,2024年增長(zhǎng)至7.00GWh,2025年達(dá)到10.00GWh。
(二)競(jìng)爭(zhēng)格局
企業(yè)競(jìng)爭(zhēng):固態(tài)電池行業(yè)吸引了眾多企業(yè)的布局。國(guó)內(nèi)方面,寧德時(shí)代、比亞迪等頭部電池廠商憑借強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)占有率,在固態(tài)電池領(lǐng)域占據(jù)領(lǐng)先地位。寧德時(shí)代在凝聚態(tài)電池和硫化物電解質(zhì)路線方面取得了顯著進(jìn)展;比亞迪則在硫化物電解質(zhì)路線方面進(jìn)行了深入研發(fā)。此外,衛(wèi)藍(lán)新能源、清陶能源等新興企業(yè)也在固態(tài)電池領(lǐng)域嶄露頭角。衛(wèi)藍(lán)新能源聚焦半固態(tài)電池,與蔚來(lái)合作推進(jìn)裝車驗(yàn)證;清陶能源在氧化物電解質(zhì)方面取得突破,產(chǎn)能達(dá)2000噸/年。國(guó)際方面,日本豐田、美國(guó)QuantumScape等企業(yè)在全固態(tài)電池領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先。
產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng):固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈包括上游原材料供應(yīng)、中游電池制造和下游應(yīng)用領(lǐng)域。在上游原材料方面,鋰、鎳、鈷等金屬礦產(chǎn)以及正極材料、負(fù)極材料、固態(tài)電解質(zhì)等企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)激烈。中游電池制造環(huán)節(jié),技術(shù)門檻高,涉及固態(tài)電解質(zhì)制備、電極材料涂布、電池組裝等復(fù)雜工藝,企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)在技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)能力上。下游應(yīng)用領(lǐng)域,新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等企業(yè)對(duì)固態(tài)電池的需求不斷增加,推動(dòng)了固態(tài)電池市場(chǎng)的發(fā)展,同時(shí)也促使電池企業(yè)不斷提升產(chǎn)品性能和降低成本,以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。
(三)技術(shù)進(jìn)展
電解質(zhì)材料:固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心技術(shù),其性能直接影響電池的性能。目前,固態(tài)電解質(zhì)主要分為聚合物、氧化物、硫化物和鹵化物四種體系。硫化物電解質(zhì)因其高離子電導(dǎo)率成為主流技術(shù)路線,目標(biāo)能量密度在400Wh/kg以上。然而,硫化物電解質(zhì)也存在成本高、與電極材料的界面穩(wěn)定性差等問題。氧化物電解質(zhì)具有較高的室溫離子電導(dǎo)率、優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性和良好的循環(huán)性能,但與正負(fù)極材料的界面接觸較差,導(dǎo)致界面阻抗較高。聚合物電解質(zhì)柔韌性好,但導(dǎo)電率較低。鹵化物電解質(zhì)近年來(lái)也受到關(guān)注,其具有較高的離子電導(dǎo)率和良好的化學(xué)穩(wěn)定性,但制備工藝復(fù)雜。
電極材料:在鋰金屬負(fù)極方面,通過表面處理和復(fù)合材料開發(fā),鋰金屬負(fù)極的穩(wěn)定性和循環(huán)壽命得到顯著提升。正極材料方面,鎳鈷錳氧化物(NMC)、鋰鐵錳氧化物(LMO)等材料在能量密度和穩(wěn)定性方面得到優(yōu)化。
制造工藝:先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)和三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升了固態(tài)電池的制造效率。例如,SolidPower公司的固態(tài)電池制造平臺(tái)可將制造時(shí)間縮短至傳統(tǒng)鋰電池的1/10。此外,柔性封裝材料和新型密封技術(shù)的應(yīng)用增強(qiáng)了固態(tài)電池的可靠性和耐用性。
(四)應(yīng)用領(lǐng)域
新能源汽車:新能源汽車市場(chǎng)是固態(tài)電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域。固態(tài)電池憑借其高能量密度和高安全性等優(yōu)勢(shì),能夠解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)和安全隱患等問題。蔚來(lái)ET7就搭載了150度半固態(tài)電池,實(shí)際續(xù)駛里程突破1000km。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低,固態(tài)電池在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。
儲(chǔ)能系統(tǒng):隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速推進(jìn),儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力調(diào)峰、調(diào)頻、備用電源等方面的作用日益凸顯。固態(tài)電池的高安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命使其成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的理想選擇。特別是海外市場(chǎng)需求持續(xù)放量,美國(guó)、中東等地區(qū)的大規(guī)模儲(chǔ)能項(xiàng)目增長(zhǎng)確定性較高,有望為固態(tài)電池需求貢獻(xiàn)新的增量。
消費(fèi)電子:智能手機(jī)、平板電腦等便攜式電子設(shè)備對(duì)電池的能量密度和壽命要求極高。固態(tài)電池的低自放電率和長(zhǎng)循環(huán)壽命將成為這些設(shè)備的理想選擇。2024年底,VIVO將半固態(tài)電池應(yīng)用到了2000元 - 4000元價(jià)位的中端機(jī)S20上,進(jìn)一步擴(kuò)大了半固態(tài)電池在消費(fèi)電子市場(chǎng)的應(yīng)用范圍。
二、2025年固態(tài)電池行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
(一)技術(shù)瓶頸
界面阻抗問題:固態(tài)電解質(zhì)與電極的固固接觸阻抗高是固態(tài)電池面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一。這導(dǎo)致固態(tài)電池在充放電過程中存在較大的內(nèi)阻損失,影響電池的性能和壽命。
生產(chǎn)設(shè)備不成熟:固態(tài)電池的生產(chǎn)設(shè)備尚未成熟,導(dǎo)致良率低、成本高。例如,全固態(tài)電池當(dāng)前成本約4 - 5元/Wh,是傳統(tǒng)鋰電池的2倍以上。
(二)成本問題
盡管固態(tài)電池具有諸多優(yōu)勢(shì),但目前成本仍然較高。全固態(tài)電池材料成本仍為液態(tài)電池的4倍左右,這限制了其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。降低固態(tài)電池的成本需要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和技術(shù)創(chuàng)新,但這需要時(shí)間和大量的資金投入。
(三)技術(shù)路線分歧
目前,固態(tài)電池技術(shù)路線存在分歧,硫化物、氧化物、聚合物等路線并存。若主流技術(shù)未及時(shí)確定,可能導(dǎo)致資源錯(cuò)配和研發(fā)效率低下。
三、2025年固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)
(一)技術(shù)突破方向
電解質(zhì)材料創(chuàng)新:據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2024-2029年中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展分析與投資研究報(bào)告》分析預(yù)測(cè),未來(lái),研究人員將繼續(xù)探索新型電解質(zhì)材料,提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率、穩(wěn)定性和與電極材料的界面相容性。例如,開發(fā)具有更高離子電導(dǎo)率的硫化物電解質(zhì)替代材料,或者通過材料改性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低氧化物電解質(zhì)的界面阻抗。
電極材料優(yōu)化:進(jìn)一步提高鋰金屬負(fù)極的穩(wěn)定性和循環(huán)壽命,開發(fā)更高能量密度的正極材料。例如,研究鋰硫電池、鋰空氣電池等新型電極體系,提高電池的能量密度。
制造工藝改進(jìn):不斷優(yōu)化固態(tài)電池的制造工藝,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如,開發(fā)更加先進(jìn)的薄膜沉積技術(shù)、三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和自動(dòng)化生產(chǎn)線,降低生產(chǎn)成本。
(二)市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)
新能源汽車市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大:隨著新能源汽車滲透率的不斷提高,對(duì)固態(tài)電池的需求將持續(xù)增長(zhǎng)。特別是在高端車型和長(zhǎng)續(xù)航車型中,固態(tài)電池的應(yīng)用將更加廣泛。
儲(chǔ)能市場(chǎng)快速發(fā)展:儲(chǔ)能市場(chǎng)的快速發(fā)展為固態(tài)電池提供了新的增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和智能電網(wǎng)的建設(shè),儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求將不斷增加,固態(tài)電池憑借其高安全性和長(zhǎng)循環(huán)壽命,將在儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)重要地位。
新興應(yīng)用領(lǐng)域拓展:除了新能源汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng),固態(tài)電池在低空經(jīng)濟(jì)(如eVTOL)、人形機(jī)器人、智能穿戴設(shè)備等新興領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。這些領(lǐng)域?qū)﹄姵氐哪芰棵芏?、安全性和可靠性要求極高,固態(tài)電池完全滿足其需求。
(三)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展
上下游企業(yè)合作加強(qiáng):固態(tài)電池行業(yè)的發(fā)展需要上下游企業(yè)的協(xié)同合作。上游原材料供應(yīng)商將加強(qiáng)與電池制造商的合作,確保原材料的穩(wěn)定供應(yīng)和質(zhì)量控制。電池制造商將加強(qiáng)與新能源汽車制造商和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的合作,推動(dòng)固態(tài)電池的應(yīng)用拓展。
跨行業(yè)合作與創(chuàng)新:固態(tài)電池行業(yè)將與其他行業(yè)進(jìn)行跨行業(yè)合作與創(chuàng)新。例如,與材料科學(xué)、化學(xué)工程、電子技術(shù)等領(lǐng)域的合作,共同攻克固態(tài)電池技術(shù)難題;與汽車制造、航空航天、能源等行業(yè)的合作,推動(dòng)固態(tài)電池在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
(四)政策支持持續(xù)加強(qiáng)
政府對(duì)固態(tài)電池行業(yè)的支持力度將不斷加大。中國(guó)“十四五”規(guī)劃明確扶持固態(tài)電池研發(fā),八部門聯(lián)合推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展。國(guó)家或?qū)⑼度爰s60億元用于全固態(tài)電池的研發(fā),支持相關(guān)企業(yè)發(fā)展。同時(shí),政府也將加強(qiáng)對(duì)固態(tài)電池行業(yè)的監(jiān)管,規(guī)范市場(chǎng)秩序,確保行業(yè)的健康發(fā)展。
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