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超450GWh規(guī)劃產(chǎn)能布局背后，固態(tài)電池迎場(chǎng)景革命
在技術(shù)攻堅(jiān)與場(chǎng)景需求的雙輪驅(qū)動(dòng)下，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化迎來(lái)加速發(fā)展的關(guān)鍵浪潮。
儲(chǔ)能已率先發(fā)力，成為當(dāng)前固態(tài)電池規(guī)模最大的應(yīng)用市場(chǎng)，其中，兼具安全、成本優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰半固態(tài)電池滲透率持續(xù)爬升。
與此同時(shí)，以無(wú)人機(jī)、eVTOL為代表的“低空經(jīng)濟(jì)”飛行器，連同機(jī)器人、工程機(jī)械及商用車等細(xì)分領(lǐng)域，正構(gòu)成驅(qū)動(dòng)需求增長(zhǎng)的全新引擎。今年以來(lái)，海內(nèi)外固態(tài)企業(yè)相繼獲得無(wú)人機(jī)批量訂單并開(kāi)啟交付，便是這一趨勢(shì)的有力佐證。
展望未來(lái)，業(yè)內(nèi)共識(shí)則是，新能源汽車將成為固態(tài)電池最核心、規(guī)模最龐大的應(yīng)用場(chǎng)景。
正是愈發(fā)多元的應(yīng)用場(chǎng)景和清晰的需求畫(huà)像，為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化鋪就了堅(jiān)實(shí)具體的道路。
當(dāng)前，中國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)初具規(guī)模。GGII數(shù)據(jù)顯示，截至2025年4月，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)數(shù)量已超過(guò)280家，累計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能突破450GWh。
不同技術(shù)路線正并行發(fā)展：半固態(tài)電池企業(yè)以規(guī)?；当緸楹诵哪繕?biāo)，沖刺市場(chǎng)份額；而全固態(tài)電池技術(shù)則處于從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)的關(guān)鍵工程化驗(yàn)證過(guò)渡期，為下一階段的產(chǎn)業(yè)爆發(fā)積蓄力量。
6月10日，由利元亨總冠名，高工鋰電、高工儲(chǔ)能、高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）主辦的2025高工固態(tài)電池技術(shù)與應(yīng)用峰會(huì)在蘇州圓滿舉辦，此次峰會(huì)主題為“打通固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化最后一公里”。
在“場(chǎng)景牽引 應(yīng)用破局”專場(chǎng)中，高工鋰電董事長(zhǎng)張小飛指出，首先從政策來(lái)看，史上最嚴(yán)苛的電池安全要求（不起火、不爆炸）為固態(tài)電池提供了極大保障。
行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)熱度高漲，今年前4個(gè)月擴(kuò)產(chǎn)規(guī)模超50GWh，總規(guī)劃已逾450GWh，實(shí)際投產(chǎn)產(chǎn)能超25GWh，超30家企業(yè)具備百M(fèi)Wh級(jí)生產(chǎn)能力。固態(tài)電解質(zhì)規(guī)劃超10萬(wàn)噸，已投產(chǎn)萬(wàn)噸級(jí)。
張小飛博士判斷，半固態(tài)電池已實(shí)現(xiàn)“從0到1”突破，材料與應(yīng)用端無(wú)核心限制，正向規(guī)?；?、成熟化與降本發(fā)展。
全固態(tài)電池因未產(chǎn)業(yè)化成本高昂，預(yù)計(jì)從工程化突破到GWh級(jí)裝車需5-6年，即2028年后有望突破1GWh。
固態(tài)電池發(fā)展將顯著帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈：預(yù)計(jì)到2030年，高鎳+硅基材料需求超5萬(wàn)噸，電解質(zhì)+導(dǎo)電劑超5000噸，對(duì)設(shè)備市場(chǎng)的帶動(dòng)超百億級(jí)。
展望未來(lái)，2025-2026年將是產(chǎn)能建設(shè)高峰期，儲(chǔ)能領(lǐng)域有望優(yōu)先釋放。預(yù)計(jì)2025年半固態(tài)出貨超10GWh，磷酸鐵鋰體系占比上升。
國(guó)內(nèi)民用固態(tài)電池出貨量2024年已突破7GWh，2025年將達(dá)10GWh級(jí)，2030年后有望突破70GWh。全固態(tài)電池預(yù)計(jì)2028年突破1GWh，2035年后超5GWh。
在應(yīng)用領(lǐng)域，新能源汽車仍是固態(tài)電池最主要的應(yīng)用方向。
同時(shí)，儲(chǔ)能與機(jī)器人、飛行器等細(xì)分市場(chǎng)將成為2025年主要增長(zhǎng)環(huán)節(jié)；工程機(jī)械、礦卡以及換電等領(lǐng)域用固態(tài)電池也將迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)。
衛(wèi)藍(lán)新能源研發(fā)總經(jīng)理徐航宇博士在分享中首先指出，固態(tài)電池按電解質(zhì)組成可分為全固態(tài)和混合固液電池，目前可量產(chǎn)且成本較低的均為混合固液電池。
然而，固態(tài)電池面臨兩大挑戰(zhàn)：一是固-固接觸難題，導(dǎo)致鋰離子傳導(dǎo)效率低；二是單一固態(tài)電解質(zhì)材料難以滿足全固態(tài)電池需求。
針對(duì)這些問(wèn)題，衛(wèi)藍(lán)新能源率先提出了原位固態(tài)化思路，通過(guò)化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)將液體電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，實(shí)現(xiàn)與正負(fù)極顆粒的原位共形接觸，從而解決了固-固接觸難題。
同時(shí)，公司采用氧化物、聚合物與液態(tài)電解質(zhì)結(jié)合的策略，既兼顧了固態(tài)與液態(tài)的優(yōu)勢(shì)，又實(shí)現(xiàn)了低成本量產(chǎn)。
此外，衛(wèi)藍(lán)新能源還開(kāi)發(fā)了固態(tài)電池平臺(tái)化核心技術(shù)，并布局全產(chǎn)業(yè)鏈，與全產(chǎn)業(yè)鏈伙伴協(xié)同解決固態(tài)電池工程化落地的問(wèn)題。
在應(yīng)用方面，衛(wèi)藍(lán)新能源的高能量密度混合固液電池已助力新能源汽車實(shí)現(xiàn)超1000公里續(xù)航，并在儲(chǔ)能、低空動(dòng)力等領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。
徐航宇博士認(rèn)為，從液態(tài)電池到全固態(tài)電池是必然趨勢(shì)，因?yàn)樾乱淮牧象w系如鋰金屬負(fù)極和高鎳正極在固態(tài)體系下能更好發(fā)揮性能。同時(shí)，他指出混合固液電池將作為全固態(tài)電池的過(guò)渡階段，因其能兼容現(xiàn)有工藝和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)低成本量產(chǎn)。
利元亨研究院院長(zhǎng)杜義賢博士在分享中指出，全固態(tài)電池因其無(wú)液態(tài)電解質(zhì)和無(wú)隔膜的特性，在安全性和能量密度方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
其中，干法電極、多級(jí)輥壓和等靜壓等高壓致密化工藝是提升界面致密度、降低孔隙率和界面阻抗的關(guān)鍵。他特別提到，干法電極技術(shù)因其高經(jīng)濟(jì)性，能夠顯著減少原材料溶劑成本和能源消耗，將成為全固態(tài)電池制造技術(shù)的重要趨勢(shì)。
利元亨自主開(kāi)發(fā)的干法涂布設(shè)備、電解質(zhì)與極片熱復(fù)合一體機(jī)、膠框印刷與疊片一體機(jī)等設(shè)備，有效應(yīng)對(duì)了固-固接觸帶來(lái)的離子傳輸瓶頸。
針對(duì)硫化物電池的毒性與易燃性，利元亨還構(gòu)建了完整的防毒防爆設(shè)計(jì)體系，覆蓋設(shè)備防爆分區(qū)、密閉傳輸、H?S監(jiān)測(cè)與應(yīng)急響應(yīng)，確保生產(chǎn)安全。
公司配套建設(shè)1300㎡潔凈實(shí)驗(yàn)室，具備從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到批量交付的全流程能力，并通過(guò)開(kāi)放共享平臺(tái)，與多家企業(yè)共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
欣旺達(dá)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)資深工程師李臻博士認(rèn)為，低空經(jīng)濟(jì)作為“海陸空”立體經(jīng)濟(jì)的最后一環(huán)，正隨著技術(shù)突破和市場(chǎng)需求釋放，成為下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)藍(lán)海。2027年“低空+文旅”或有5000-10000架需求，通航市場(chǎng)1500-2000架，而“低空+消防”中期市場(chǎng)規(guī)模約百億級(jí)。
當(dāng)前，eVTOL已成為最主要的低空飛行器類型。
李臻博士強(qiáng)調(diào)，隨著航程和載重的增加，純電航空器對(duì)動(dòng)力電池的能量密度需求更高，高載重、長(zhǎng)距離飛行仍是挑戰(zhàn)。
混動(dòng)方案則能有效提升載重、飛行時(shí)間與距離，適用更多復(fù)雜場(chǎng)景，并有望將每航時(shí)的直接成本降低60%。
基于此，航空動(dòng)力電池對(duì)能量密度、功率密度、寬溫域應(yīng)用及安全性能指標(biāo)有著極高要求：
純電航空電池需能量密度＞400 Wh/kg(測(cè)算對(duì)應(yīng)300km續(xù)航）、5～12C持續(xù)高功率放電；混動(dòng)航空電池則需能量密度＞200 Wh/kg、20C持續(xù)放電；均需要-35～80℃寬溫域適應(yīng)性。
此外，循環(huán)壽命達(dá)到2000次可降低eVTOL更換電池的成本，超過(guò)5C快充可提升飛行頻次，時(shí)間上媲美換電效率。
欣旺達(dá)在此領(lǐng)域已取得顯著進(jìn)展：純電高比能高功率航空動(dòng)力電池產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)能量密度＞360 Wh/kg、功率密度＞3900W/kg；混動(dòng)超高功率產(chǎn)品支持功率密度8000 W/kg、循環(huán)壽命超5萬(wàn)圈。
在固態(tài)電池技術(shù)方面，欣旺達(dá)聚合物復(fù)合電解質(zhì)膜突破超薄20μm和超高離子電導(dǎo)率1.2mS/cm，結(jié)合極片固態(tài)化和一體化電極工藝，實(shí)驗(yàn)室樣品能量密度已突破400Wh/kg。
鋰金屬技術(shù)方面，通過(guò)超高離子電導(dǎo)率電解液（＞18 mS/cm）實(shí)現(xiàn)12C持續(xù)放電。通過(guò)構(gòu)建剛?cè)岵?jì)超薄人工SEI(1~5 μm)，可有效延長(zhǎng)鋰金屬軟包電池循環(huán)壽命。
清研電子董事長(zhǎng)王臣博士首先指出了固態(tài)電池電極段目前存在的問(wèn)題，如硫化物電解質(zhì)與電極間的界面問(wèn)題，以及傳統(tǒng)濕法工藝中溶劑蒸發(fā)導(dǎo)致的界面阻抗增大和電極結(jié)構(gòu)崩塌等問(wèn)題。
針對(duì)這些問(wèn)題，干法電極工藝具備優(yōu)勢(shì)，該工藝無(wú)溶劑，通過(guò)純干法工藝制作固態(tài)電池極片，有效解決了濕法工藝中的界面問(wèn)題，并提升了電極的成膜和混合性能。
王臣介紹干法工藝的核心步驟包括PTFE纖維化、混合、成膜等。他強(qiáng)調(diào)了工藝過(guò)程中的質(zhì)量控制，如混合階段的低溫混合工藝，以及成膜階段的逐級(jí)剪薄和復(fù)合工藝。
關(guān)于量產(chǎn)裝備，清研電子已對(duì)外公布了0.1GWh的全自動(dòng)化貫通線，實(shí)現(xiàn)了從自動(dòng)上料到成膜的全過(guò)程自動(dòng)化。該生產(chǎn)線包括粉體混合均質(zhì)一體機(jī)、粉體成膜混合一體機(jī)等核心裝備，具有計(jì)量稱重、混合均質(zhì)、成膜復(fù)合等功能。
公司還與設(shè)備企業(yè)合作開(kāi)發(fā)的干法電極設(shè)備，包括四輥、八輥等不同規(guī)格的設(shè)備。目前公司也建成了適用于固態(tài)電池干法工藝探索的干法實(shí)驗(yàn)室。
王臣指出，目前大部分電極材料(活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑)仍源自濕法工藝傳統(tǒng)，缺乏對(duì)干法加工特性的深度適應(yīng)性，建議實(shí)施“面向工藝的材料設(shè)計(jì)”，以材料適配工藝。
另外，干法成膜工藝本質(zhì)上是一個(gè)高度協(xié)同的過(guò)程，但當(dāng)前設(shè)備設(shè)計(jì)更多延續(xù)傳統(tǒng)濕法，缺乏對(duì)干法獨(dú)特物理機(jī)制的理解與適配，建議開(kāi)展粉體行為的建模與仿真，驅(qū)動(dòng)裝備結(jié)構(gòu)-工藝-參數(shù)一體化設(shè)計(jì)。
此外，PTFE作為干法負(fù)極粘結(jié)劑，其界面惰性和結(jié)構(gòu)封閉性誘發(fā)嚴(yán)重耗鋰行為，導(dǎo)致首效低、容量衰減快、電化學(xué)性能顯著劣化。建議加快第二粘結(jié)劑的開(kāi)發(fā)，降低PTFE含量的同時(shí)提高膜片表現(xiàn)。
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