新能源升级，固态电池新材料大有可为
思瀚产业研究院    2025-09-30

“双碳”目标下，新能源汽车销量加速渗透。迈向碳中和、转向发展绿色经济已成为全球大部分主导型经济体的共识，我国提出的“双碳”目标是新时代我国推动经济发展方式绿色转型、实现可持续发展的一项重要战略决策。交通是能源消耗和碳排放的重要行业，占全国碳排放比重约10％，其中，以汽车为主要内容的公路运输更是主要的二氧化碳排放来源，占交通行业整体碳排放量的86％左右。

发展新能源汽车对国家的节能减排战略意义重大，政策支持下近年来新能源汽车持续爆发式增长，EVTank数据显示，2024年全球新能源汽车销量达到1,823.6万辆，同比增长24.4%,中国新能源汽车销量达到1,286.6万辆，同比增长35.5%，占全球销量比重由2023年64.8%提升至70.5%，中国以旧换新政策效果远超预期，叠加各类车型不断升级出新以及车价降低，带动全年EV渗透率突破40%。

凭借能量密度高、安全性能突出等优势，固态电池是新能源汽车电池的理想选择。伴随新能源汽车的渗透率不断提高，锂离子电池已经成为新能源汽车产业发展的关键推动力。但目前液态锂离子电池的能量密度已接近理论极限，并且由于热失控等问题，电池起火事故频发。因此，更高能量密度、更强机械和化学稳定性的固态电池被视为未来新能源汽车电池的理想选择，有望解决目前困扰动力电池行业的两大“挑战”——安全隐患和能量密度偏低问题，成为目前汽车动力电池技术研究的焦点。

全固态电池产业化落地加速，未来行业发展空间广阔。据欧阳明高院士预测，第一、二、三代全固态电池量产预计分别在2025~2027、2027~2030、2030~2035年。2027~2030年将聚焦400Wh/kg、800Wh/L的目标，重点为高容量低膨胀长循环硅碳负极，优化高镍三元复合正极和硫化物复合电解质，2030~2035年将聚焦500Wh/kg、1000Wh/L的目标，重点为锂负极/无锂负极，以及先进的硫化物复合电解质、高电压高比容量正极（超高镍、富锂、硫等）。

国内固态电池技术基本是按照液态电池-半固态电池-全固态电池这一路径发展，目前，半固态电池加速落地，全固态电池开始进行尝试，未来行业发展空间广阔，据GlobalMarketInsights预测，全球固态电池市场规模预计2034年增长到177亿美元，2025-2034的CAGR为31.1%。

固态电解质作为固态电池中最关键的组成部分，在很大程度上引领着未来的电池发展。固态电池的发展高度依赖于新材料体系的创新，其中固态电解质的突破是提升能量密度、安全性和循环寿命的核心驱动力。现阶段固态电池按照电解质类型来进行区分，主要有聚合物、氧化物、卤化物和硫化物固态电池。

研究早期主要以聚合物为主，后逐渐过渡到氧化物和硫化物，随着技术的突破，卤化物也加入其中。四类固态电解质各自具备其优势，聚合物固态电解质在应用中取得显著进展，但仍需解决提升室温离子电导率、优化配合及降低成本等挑战，共聚、共混及添加无机填料等策略为其性能提升提供了新路径。

相比之下，氧化物固态电解质因高稳定性、低成本及易于规模化应用而受国内企业青睐，尤其适合半固态和准固态电池。卤化物固态电解质布局初现，技术突破使其低成本与高化学稳定性优势显现，成为行业关注焦点。硫化物电解质则凭高电导率与良好工作性能成为研究热点，尽管面临高成本与界面稳定性问题，仍受日本及韩国的企业追捧，适用于全固态电池。

硫化锂是当前构筑高性能硫化物固态电解质不可替代的基础原料，是硫化物全固态电池技术产业链的关键枢纽。作为固态电解质中最具代表性的材料体系，硫化物固态电解质材料种类丰富，材料性能优异，其室温离子电导率已实现从mS/cm级向10mS/cm级的数量级跃升。由于硫化物固态电解质拥有可媲美甚至超越液态电解质的离子电导率，使得对应的硫化物全固态电池技术备受行业推崇。而无论是经典的Li2S-P2S5、Li7P3S11体系，抑或新型高导硫化物电解质体系，硫化锂始终作为必备核心原料组分参与材料体系构建，表明硫化锂是当前构筑高性能硫化物固态电解质不可替代的基础原料。

硫化物复合电解质主流路线基本清晰，引领全固态电池产业化浪潮。欧阳明高院士认为，硫化物复合电解质将成为乘用车固态电池的解法，主流路线基本清晰。目前宁德时代、比亚迪主要布局聚合物、硫化物方向，卫蓝新能源、辉能科技、清陶能源等布局氧化物方向。

按照我国政府对硫化物全固态电池的产业规划：在2027年，硫化物全固态电池将装车3000辆，实现小规模量产。据此估算，基准场景下电解质需求量约300~500t量级，对应产生100~200t级硫化锂原材料需求基数，叠加应用发展带动的市场需求，硫化物全固态电池关键材料市场容量预计呈现数量级跃升。

此外，锂金属负极作为高能量密度电池的终极目标，其商业化应用仍面临瓶颈，突破这些制约将成为推动全固态电池迈向产业化落地的关键路径。锂金属具有超高理论比容量(3860mAhg-1)和低氧化还原电位(-3.040V，对比标准氢电极(SHE))，被视为下一代高能量密度二次电池的理想负极材料，但锂的高反应活性、枝晶生长和体积效应引发固态电解质界面膜(SEI)的破裂、循环性能差和库伦效率低等问题严重限制了锂金属负极的实际应用。

当前，锂金属电池研究仍处于探索阶段，诸多关键科学问题与技术瓶颈亟待突破，若未来锂金属电池能够实现一系列关键突破，将引领固态电池发展迈向新的发展阶段。

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