专题报告：固态电池技术路线、产业进展及用锂量测算

策略报告 专题报告 2025年09月18日 液态锂电池体系向高能量密度迭代的矛盾凸显，国内半固态电池处于量产前夕，已有部分车型装车落地，全固态电池将于2027年实现千辆级别示范性装车，2030年实现规模化应用，预计到2030年固态电池出货量为826GWh，其中半固态670GWh，全固态156GWh。全固态电池相较于液态锂离子电池有单GWh用锂量1.75-2.4倍增长，还因其能量密度优势在低空经济、人形机器人的发展中成为其动力系统优选方案，预计2030年后低空、人形机器人将成为动力锂电池下游增速最快的方向。 ❑硫化物全固态电池因高导电率和易加工性长期潜力突出，为当前宁德时代、比亚迪等头部企业重点研发方向，并将于25年9月对硫化物电解质进行中试线验收；氧化物和硫化物电解质半固态电池已率先尝试量产装车，成为国内探索全固态电池产业化落地前的折中尝试。 资料来源：文华财经，招商期货 影响固态电池用锂量的因素主要包括电解质技术路线、固态/半固态、是否采用金属锂负极。半固态电池相较于液态磷酸铁锂有1.09-1.15倍用锂拉动；硫化锂电解质的全固态电池电压窗口更加稳定，使其可选择高镍三元正极材料、锂金属负极，在增大能量密度的同时进一步增加单位GWh用锂量，相较于液态锂电池有1.75-2.36倍用锂量增长。 马芸18682466799mayun@cmschina.com.cn执业资格号：Z0018708 预计到2030年固态电池出货量为826 GWh，26年半固态电池率先开始产业化进程，全固态电池在27年示范性装车，预计2030年后开始产业化。 结论一：从第一性原理来看，全固态锂电池是eVTOL，人形机器人等行业发展的技术积淀的基础，全固态电池从性能和应用层面相较于半固态电池都有较为全面的提升。 结论二：从产业发展来看，半固态电池依托国内电池制造产线优势，改造成本远低于全固态电池，且降本路径和空间较为明确，将于2026年开始起量。而全固态电池已经需要在解决技术问题后，解决工程问题，并于2027年进行示范性装车。 结论三：从对锂的需求拉动来看，预计2025-2027年碳酸锂需求增速依旧由新能源车、储能终端需求增速主导，而非半固态电池的产业化拉动。预计2027-2030年，半固态电池出货量逐步提升，整体需求预期略有上调。2030年后，随着全固态电池技术成熟、降本量产后，低空eVTOL、人形机器人等新兴领域具备更好性能和商用性价比，预计2030年后，锂需求将因单GWh用锂量（1.75-2.36倍）大幅提高、人形机器人及eVTOL的大规模应用而呈现爆发式增长。 风险点：研发进展不及预期、装车量不及预期 正文目录 一、固态电池产业化逻辑拐点与研发进展...........................................................4 （一）全固态电池的特点及性能优势............................................................4（二）海外研究布局较早，在电解质领域拥有专利壁垒............................................5（三）国内半固态电池率先量产：示范性装车向规模量产过渡......................................6（四）国内全固态电池进程加速：头部企业集中攻克硫化锂电解质，电池安全新规加速固态电池产业进程8 二、全固态电池商业化核心：固态电解质的技术挑战及产业进展.......................................10 （一）硫化物、氧化物、聚合物固态电解质特性及量产挑战.......................................10（二）全固态产业发展共识收敛：预计27年实现千辆级别装车验证，2030年实现全固态电池全面产业化13 （一）电解质：全固态硫化物电解质对锂需求是液态电解质的8.7倍，半固态氧化物电解质为1.8倍...16（二）正负极：正极材料用锂略有增长，锂金属负极对锂需求拉动显著.............................17（三）预计2027年开始初步装车全固态电池，全固态硫化锂电池将有1.75-2.36倍单GWh用锂量提升..18 （一）人形机器人：固态电池的体积小、重量轻可显著优化人形机器人机械设计.....................20（二）低空经济eVTOL：全/半固态电池技术满足飞行电池对能量密度、功率密度提出的更高要求......21（三）预计半固态电池优先量产，2030年固态电池出货达826GWh..................................22 图表目录 图1：液态锂电池和全固态锂离子电池结构对比................................................................................................4图2：我国固态电池专利申请数量快速上升（项）............................................................................................6图3：2026年7月1日实施的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》在安全标准要求上进一步提升.................9图4：全固态电池热失控温度显著高于液态锂离子电池.....................................................................................9图5：2005-2024年硫化物、氧化物、聚合物电解质专利申请量（件）.........................................................10图6：原材料成本制约全固态电池规模化发展，硫化物电解质成本80%来自于原材料..................................12图7：全固态电池-按技术路线用锂测算（吨LCE/GWh）...........................................................................16图8：锂电池正极、负极材料用锂测算（吨LCE/GWh）................................................................................18图9：主流液态、半固态、全固态电池路线用锂测算（吨LCE/GWh）..........................................................19图10：中国人形机器人市场销量及增长（万台，%）.....................................................................................21图11：人形机器人的五个发展等级..................................................................................................................21图12：2024-2030年半固态、全固态出货量（GWh）...................................................................................22图13：2024-2030年碳酸锂需求量（吨LCE，%）.......................................................................................22 表1：半固态电池工序可以沿用液态传统液态锂电，半固态电池可实现率先量产............................................6表2：国内半固态电池处于规模量产前夜，半固态电池制造商主要为传统液态锂电池厂商、初创企业............7表3：半固态电池示范性装车搭载车型集中于对成本敏感度较低的高端车型....................................................8表4：工信部固态电池专项研发资金支持技术路线、重点任务、时间节点.......................................................8表5：2024至今固态电池行业相关标准和政策.................................................................................................9表6：硫化物、氧化物、聚合物三种固态电解质体系性能对比........................................................................10表7：硫化物电解质体系及主要元素质量百分比（%）...................................................................................11表8：氧化物电解质体系及主要元素质量百分比（%）...................................................................................12表9：氧化物半固态电池已量产，实际提升电池能量密度及汽车续航.............................................................13表10：聚合物电解质体系及主要元素质量百分比（%）.................................................................................13表11：车企示范性装车主要集中于2026H2-2027年，固态电解质技术路线以硫化物为主线........................14表12：企业半固态、固态电池技术路线及产业进展........................................................................................15表13：全固态电池技术路线用锂量、主要元素含量（吨LCE/GWh，%）.....................................................17表14：全固态电池正极、负极、固态电解质及预计产业化时间......................................................................19表15：当前人形机器人续航时间多数在在2-4小时，不具备长时连续作业能力............................................20表16：eVTOL对电池的参数要求....................................................................................................................21表17：2025年CIBF展会面向低空经济场景的固态动力电池方案......................................................