固态电池起源于21世纪，由于其独特的材料结构和出色的电池寿命表现而备受关注。目前，固态电池技术的研发主要集中在中国、欧洲、美国、日本和韩国等地区。不同的技术路线正在得到广泛的探索和发展。通过固态电池厂商与主机厂的紧密合作，一些固态电池已经开始在汽车生产中量产使用，迈入了行业发展的新阶段。基于以上行业背景，本报告将重点分析固态电池行业的背景、现状和前景。固态电池具有多个技术优势，包括能量密度高、安全性能好、高低温性能优越等。其中，半固态电池能达到350Wh/kg+的能量密度，全固态电池更是可以超过500Wh/kg。此外，固态电解质更加稳定和安全，其电化学窗口宽（5V以上），可以与高比容量的正负极兼容。另外，固态电解质的非流动性使得可以在电芯内部实现串联和升压，降低封装成本，提高体积能量密度。此外，固态电池也存在一些技术上的问题。首先，由于固态电池的界面是固体与固体的接触，这会导致离子电导率较低，界面的稳定性也较差等问题。其次，在原材料方面，固态电池的电解液需要使用稀有金属，这使得整体价格和成本较高，高于传统电池。产业政策方面，中国以市场为导向，短期内重点发展半固态电池，并同时推动全固态电池的发展。而欧洲、美国、日韩等地则采取直接支持全固态电池的方式，通过大额财政补贴、国际政策支持来推动全固态电池技术的实际应用。目前，固态电池产业正处于发展阶段，经历了从液态电池到半固态电池的转变，最终将进入全固态电池的阶段。半固态电池产业链与液态锂电池产业链基本相同，主要区别在于负极材料和电解液。预计在短期内，固态电池将继续使用三元高镍体系作为正极材料，并通过一系列改进来提高电池的能量密度。然而，在未来，正极材料有望进一步发展，迭代至超高镍、高锂锰基、高压尖晶石等新的体系。目前，负极材料主要使用石墨，未来的发展方向是逐步将负极材料升级为硅基材料、锂金属等高比容量材料。这些固态电解质材料可有效地抑制锂枝晶的生长，具有更高的化学稳定性，能够提供更大的电池容量。固体电解质主要可分为聚合物、氧化物、硫化物和卤化物四种类型。聚合物具有较高的机械性能，但成本较高且电导率较低。氧化物路线具有较宽的电化学窗口，其电解质发生的界面反应导致电池容量减少。卤化物具有高电导性和高稳定性的优点，然而与金属锂负极不兼容。硫化物的界面稳定性较差，但具有最高的导电率和良好的机械性能，有望成为未来主要发展方向。隔膜在半固态电池中仍然起到分隔正负极、防止短路的作用。但在全固态电池中，全固态电解质也具备隔膜的作用。因此，从长远来看，隔膜可能会逐渐在固态电池市场中退出。市场参与者的情况在不同地区有所不同。在美国，市场主要由初创企业主导，其中以Solid Power为典型代表；然而在欧洲，近年来转向投资为主要方向；大众、宝马等传统车企也开始在全球范围内投资入股，技术合作创新公司。而在日本和韩国，传统的电池巨头们联合推动行业技术创新。而在国内，参与者众多，既有传统电池企业，也有以学术带头人为代表的初创企业进入行业。目前市场主要以半固态电池为主，车企与电池厂商紧密合作，提前布局固态电池技术。中国产业链企业与电池企业紧密联系，通过战略合作积极推动固态电池行业的技术进步和创新，在半固态电池领域率先实现量产。海外固态电池企业已开始研究四大主流电解质路线，预计从2025年开始逐步实现全固态电池的量产。中国的固态电池产能在短期内将主要集中在半固态电池上，从2025年开始逐步投产全固态电池。预计到2030年，中国固态电池的出货量将达到250 GWh。其中全固态电池的出货量预计为50GWh，占总出货量的20%。半固态电池的出货量预计为200GWh，占总出货量的80%。全球固态电池的出货量预计将达到400GWh。其中全固态电池占150GWh，占总出货量的37.5%。半固态电池占250GWh，占总出货量的62.5%。随着中国固态电池产能的不断提升和技术的不断突破，中国有望成为全球固态电池产业的重要参与者和领导者。固态电池的大规模商用化将加速推动能源存储和电动汽车行业的发展，为实现可持续能源的应用和智能交通的普及打下坚实基础。同时，固态电池产业的崛起也将为中国带来巨大的经济机遇和创新动力。
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