固态电池技术优势 - 能量密度显著高于液态电池，液态电池量产最高能量密度约300Wh/kg，固态电池采用锂金属负极和高电压正极材料可突破400Wh/kg [1][22] - 安全性优势突出，固态电解质不易燃且初始放热分解温度超过200℃，远高于液态电池SEI膜80-120℃的分解温度 [2][25] - 可应用于新能源汽车和低空飞行器等领域，满足400Wh/kg级航空锂电池量产要求 [24] 液态电池局限性 - 能量密度提升遇瓶颈，传统液态电池能量密度上限为350Wh/kg，难以达到2025年350Wh/kg及2030年400Wh/kg的行业目标 [1][14] - 安全性问题显著，2023年第一季度新能源汽车自燃率同比上涨32%，日均8辆新能源车发生火灾，季度起火率万分之0.72高于燃油车的万分之0.46 [2][15] - 热失控风险源于电解液易燃和隔膜高温融化，隔膜闭孔温度在130-145℃，破膜温度在150-170℃ [19] 产业化进展 - 半固态电池电解液含量5%-10%，为当前产业化最快路线，全固态电池为终极目标 [3][29] - 全球企业加速布局，QuantumScape计划2024年大规模生产并已交付24层锂金属原型电池，丰田目标2027-2028年实现全固态电池实用化 [3][34] - 国内企业如国轩高科2023年批量交付半固态电池，计划2025年后推出能量密度超400Wh/kg全固态电池，上汽集团规划2026年量产全固态电池 [4] 电解质技术路线 - 聚合物电解质技术成熟但室温离子电导率低，最早由法国博洛雷集团2011年商业化应用 [4][42] - 氧化物电解质离子电导率高且产业化难度低，但刚性易碎需搭配聚合物改善性能 [5] - 硫化物电解质室温离子电导率达10⁻³S/cm媲美液态电解液，但对生产环境要求极高 [5] - 复合电解质结合聚合物与氧化物优点，成为产业化优选路线，卫蓝新能源和清陶能源等国内企业重点布局 [5] 界面改性技术 - 固态电池固-固接触易产生高接触电阻和晶界电阻，影响循环稳定性与倍率性能 [5] - 正极界面通过材料表面包覆电解质、引入电解液改善润湿性等方式降低阻抗 [6] - 负极界面引入缓冲层或氟化锂层抑制锂枝晶生长，提升长期运行稳定性 [6] 市场前景 - 2023年全球固态电池出货量约1GWh，预计2024年增至3.3GWh，2030年达614.1GWh [7][35] - 2023年中国固态电池市场空间约10亿元，2024年预计17亿元，2030年突破200亿元 [7][35] - 增长动力来自新能源汽车续航提升及低空飞行器等新兴领域需求 [7][24]