最新報告|TrendForce全球固態電池市場發展趨勢報告出刊！

Source:TrendForce集邦咨詢

盡管前十年已有QuantumScape、Solid Power、SES、Factorial Energy等創業企業致力于固態電池的商業化，但由于工藝和制造成本等因素，固態電池的商業化充滿挑戰，至今還未達到規模化量產，當前仍面臨包括成本高、工藝復雜、缺乏成熟的供應鏈支持等挑戰。

但前十年的基礎研究和原型電芯開發的實現，產業已完成對固態電池技術可行性的探索和判斷，本十年內將成為固態電池產品商業落地的關鍵期。此階段在產業資本和社會資本的助推下，產業鏈上下游企業以及產、學、研之間的協同合作變得活躍，多數成熟的電池制造商和初創企業都制定了固態電池商業化路線圖。目前豐田、日產、三星SDI等全球領先制造商的全固態電池已進入試制階段，TrendForce集邦咨詢預計，隨著全球各廠商量產競速，全固態電池有望在2027年前達到GWh級量產。

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半固態電池目前已擴大到GWh級別量產，但量產初期綜合成本偏高，主要在于量產制造經驗不足，尤其是電解液的原位固化工藝環節難以有效控制固化的均勻性，導致生產良品率較低（行業領先企業良品率僅50%-80%），另一方面與半固態電池生產規模小，尚未形成規模效應有關。

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聚合物固態電池制造工藝發展較早，相對成熟，和現有的鋰電池制造工藝較為接近，其生產制造具有較大成本優勢，尤其以PEO基聚合物最為常見，以PEO基聚合物鋰金屬固態電池為例，其電芯總成本（不含稅）約0.5元RMB/Wh，與液態電池相當，法國Blue Solutions已在前十年（2011-2020年）將此路線固態電池在歐洲地區推向商業化應用。

但此類固態電池存在固態電解質室溫離子電導率低、電壓窗口窄的缺點，較難適配高電壓型正極材料（如NMC、LCO、尖晶石鎳錳酸鋰等），不利于高比能電芯的設計。其次是PEO基聚合物電解質需要在50 ~ 80 ℃溫度范圍內運行，限制了其大規模商業化推廣，因此還需設計電化學窗口更寬、離子電導率更高的聚合物電解質復合材料，以提升電池性能。

硫化物電解質是離子電導率最接近且有望超越液態電解質的一類固態電解質，加上硫化物材料質地柔軟，易于機械加工，制備電極時能與活性材料保持良好的固固接觸，因此基于硫化物路線的固態電池性能潛力大，被豐田、日產、三星SDI、LGES、SK On等日韓企業以及中國的CATL、比亞迪、國軒高科等多家企業選擇。

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整體上，氧化物固態電解質機械強度高、熱穩定性和空氣穩定性好、電化學窗口寬，可適配高容量的正負極材料，但固態電解質與正負極活性材料的固固界面接觸差，導致電池的內阻偏高，因此電池設計時通常會在正/負極側添加電解液浸潤，改善界面接觸。

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總體而言，固態電池技術正謹慎且樂觀的前行，現階段固態電池在充放電倍率和循環壽命等關鍵性能指標上還未展現其真正的商業潛能，同時在成本方面還難與液態鋰電池競爭。但在各國政策大力支持和資本的推動下，對固態電池量產初期成本偏高而難以推廣應用的擔心還為時過早，隨著2027-2028年全固態電池小規模裝車示范應用，相關量產工藝技術將逐步打通，同時低空飛行（eVTOL/UAM）、軍工等對電池成本敏感度相對較低的領域將持續提供固態電池市場需求，固態電池成本也將隨生產規模的擴大而顯著改善。