氧化物固態(tài)電解質(zhì)行業(yè)分析：能量密度提升 2027年復(fù)合固態(tài)或成產(chǎn)業(yè)化拐點(diǎn)

種類

定義

變化

半固態(tài)

液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<10%

減少液態(tài)電解質(zhì)的用量，增加氧化物和聚合物的復(fù)合電解質(zhì)；電解質(zhì)：氧化物主要以隔膜涂覆和正負(fù)極包覆形式添加，聚合物以框架網(wǎng)絡(luò)形式填充；負(fù)極：從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極、鋰金屬負(fù)極；正極：從高鎳升級到了高鎳+高電壓、富鋰錳基等正極；隔膜：仍保留并涂覆固態(tài)電解質(zhì)涂層鋰鹽：從六氟磷酸鋰升級為LiTFSI

準(zhǔn)固態(tài)/類固態(tài)

液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比<5%

全固態(tài)

不含有任何液體電解質(zhì)

選用氧化物、硫化物、聚合物等作為固態(tài)電解質(zhì)，以薄膜的形式分割正負(fù)極，從而替代隔膜的作用負(fù)極：從石墨體系升級到預(yù)鋰化的硅基負(fù)極、鋰金屬負(fù)極正極：從高鎳升級到超高鎳、鎳錳酸鋰、富鋰錳基等正極

類別

溶液共混

粉體混合（熱壓法）

熔融共混

過程

將聚合物（如PEO）溶解在揮發(fā)性有機(jī)溶劑（如乙腈、NMP）中，加入鋰鹽（LiTFSI等）和無機(jī)填料（如LLZO、LATP、SiO?），高速攪拌12小時(shí)以上，獲得均勻溶液；再通過流延、旋涂或刮涂成膜，置于60–80°C烘箱中干燥24小時(shí)以上以去除溶劑。

將聚合物粉末與預(yù)處理后的無機(jī)填料（球磨或干燥除水）和鋰鹽按照質(zhì)量比混合，使用高速剪切機(jī)或球磨機(jī)進(jìn)行干法均勻混合，再經(jīng)過熱壓（80–120°C，20MPa）或冷壓成型成膜，可后續(xù)進(jìn)行熱處理促進(jìn)結(jié)合。

聚合物（如PEO、PVDF-HFP）和鋰鹽、無機(jī)填料在180°C左右熔融下共混，通過攪拌器充分混合（30–60分鐘），熔融均勻后冷卻于惰性氣氛中成膜。適用于熱穩(wěn)定性高的聚合物體系。

常用無機(jī)填料

LLZO,LATP,SiO?

優(yōu)點(diǎn)

工藝成熟，操作簡便，常溫成膜；膜厚可控，適配多種聚合物/填料體系；成膜均勻性較好，適合批量成型

無需使用溶劑，環(huán)保且易于規(guī)?；?；混合均勻度高，便于控制組分比例；熱壓/冷壓適配性強(qiáng)，可形成致密膜層

無溶劑過程，綠色環(huán)保；聚合物流動(dòng)性好，有助于填料分散；膜層致密，機(jī)械強(qiáng)度高，適用于熱穩(wěn)定體系（如PVDF）

缺點(diǎn)

有機(jī)溶劑殘留影響電化學(xué)穩(wěn)定性；無機(jī)填料易團(tuán)聚，界面接觸差，易形成高阻抗；需長時(shí)間干燥、耗能較高

粉體間界面結(jié)合力弱，缺乏化學(xué)連接；壓制過程對聚合物體系要求高（熱穩(wěn)定/彈性）；成膜一致性受限，易產(chǎn)生缺陷

高溫操作需惰性氣氛保護(hù)，設(shè)備要求高；熔融溫度高，聚合物種類受限；柔性與離子傳導(dǎo)性下降，存在鏈段重排或結(jié)晶度上升問題

類別

原位聚合法

溶膠-凝膠法

化學(xué)氣相沉積法

過程

先將聚合物單體（如PEGA、PUA）、鋰鹽（如LiTFSI）、無機(jī)填料（如LLZO納米粉）與光或熱引發(fā)劑（如Irgacure184）混合形成前驅(qū)溶液，注入電極片或模具間隙中；隨后在電池組裝后通過UV照射或加熱（60–80°C）進(jìn)行聚合反應(yīng)，原位形成三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)復(fù)合電解質(zhì)，確保電極-電解質(zhì)緊密貼合。

將金屬有機(jī)前驅(qū)體（如鈦酸異丙酯Ti(OCH(CH?)?)?）和鋰鹽溶于無水乙醇，滴加少量去離子水和酸性催化劑（如醋酸）使其在攪拌下水解縮合，同時(shí)加入聚合物溶液（如PEO、PVDF）共混，形成均一溶膠；該溶液在常溫下老化，再在60–150°C干燥處理得到無機(jī)-有機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜。

將惰性氣體（如Ar）攜帶金屬有機(jī)蒸汽在反應(yīng)腔中與聚合物基體（如PEO、PVDF）或其復(fù)合體系接觸，在高溫條件下誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)，使薄層無機(jī)材料在聚合物表面原子級沉積，形成包覆結(jié)構(gòu)；此方法多用于界面調(diào)控和超薄改性膜構(gòu)建。

協(xié)同機(jī)制

聚合物鏈在無機(jī)納米骨架中交聯(lián)生長，形成致密連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效提升離子傳導(dǎo)路徑通暢。

無機(jī)骨架通過共價(jià)鍵或氫鍵交聯(lián)于聚合物網(wǎng)絡(luò)，提升熱穩(wěn)定性、界面完整性與整體機(jī)械強(qiáng)度。

在聚合物表面形成均勻薄層保護(hù)膜，有效降低界面反應(yīng)活性，提升界面穩(wěn)定性與電化學(xué)性能。

優(yōu)點(diǎn)

聚合物鏈原位“生長”于無機(jī)骨架內(nèi)，界面結(jié)合強(qiáng)；可形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升離子通道連續(xù)性；有利于電極與電解質(zhì)緊密接觸，循環(huán)穩(wěn)定性好。

可在溫和條件下制備均勻復(fù)合網(wǎng)絡(luò)；形成共價(jià)或氫鍵結(jié)構(gòu)，界面完整性好；有利于控制膜厚、提升熱穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)致密性。

可在聚合物表面構(gòu)建原子級無機(jī)包覆層，精度高；有效抑制副反應(yīng)、改善電化學(xué)穩(wěn)定性；特別適合薄膜改性與界面保護(hù)。

缺點(diǎn)

工藝復(fù)雜，對光/熱引發(fā)劑、固化條件敏感；聚合反應(yīng)需在裝配中進(jìn)行，易受環(huán)境干擾；成膜過程不可逆，不易返工。

溶液體系敏感，水解與縮合反應(yīng)速率難控；膜體干燥過程可能產(chǎn)生孔洞、裂紋等缺陷；剩余前驅(qū)體易影響電化學(xué)性能。

工藝溫度高，對聚合物體系要求高；設(shè)備復(fù)雜、成本高；常用于表面修飾，難以用于整體膜的制備。

企業(yè)

路線

最新進(jìn)展

贛鋒鋰業(yè)

氧化物

氧化物固體電解質(zhì)（LLZO及LATP）室溫離子電導(dǎo)率分別可達(dá)1.7mS/cm和1.4mS/cm。聚合物基固態(tài)電解質(zhì)膜則實(shí)現(xiàn)了5V耐高壓和低于30微米厚度。

貝特瑞

氧化物

2024年已經(jīng)開始噸級出貨，產(chǎn)品室溫離子總電導(dǎo)率達(dá)到5×10?4mS/cm以上。

鵬輝能源

氧化物

2025年3月17日，第一代全固態(tài)電池產(chǎn)品完成開發(fā)，采用氧化物技術(shù)路線，通過優(yōu)化電解質(zhì)層設(shè)計(jì)，提出三明治結(jié)構(gòu)方案改善界面接觸問題，能量密度目標(biāo)今年提升至300Wh/kg以上，預(yù)計(jì)2026年正式建立產(chǎn)線并批量生產(chǎn)。

金龍羽

氧化物

2025年4月公司公告擬在惠州投資建設(shè)固態(tài)電池關(guān)鍵材料量產(chǎn)線項(xiàng)目，建設(shè)周期預(yù)計(jì)12個(gè)月，不超過三年。

南都電源

氧化物

2025年4月10日發(fā)布783Ah超大容量儲能固態(tài)電池，該電解質(zhì)電導(dǎo)率高達(dá)10-3S/cm。

上海洗霸

氧化物

鋰離子電池氧化物固態(tài)電解質(zhì)（LLZTO）粉體已建成產(chǎn)能20噸/年（上海松江）。

中汽創(chuàng)智

氧化物

已具備電解質(zhì)的公斤級制備能力，室溫離子電導(dǎo)率達(dá)到0.7-1.0mS/cm。

企業(yè)名稱

技術(shù)路線

量產(chǎn)能量密度

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

上汽清陶

氧化物+聚合物

500Wh/kg

上汽清陶在固態(tài)電池研發(fā)中采用以氧化物為主、添加聚合物形成的復(fù)合電解質(zhì)（IPC），全固態(tài)預(yù)計(jì)2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，能量密度超400Wh/kg，2027年將提升至500Wh/kg。

孚能科技

氧化物+聚合物

400-500Wh/kg

公司采用聚合物/氧化物復(fù)合路線，全固態(tài)電池有望在2027年實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)裝車。

中創(chuàng)新航

氧化物+聚合物

＞400Wh/kg

半固態(tài)電池預(yù)計(jì)2025年量產(chǎn)，全固態(tài)電池預(yù)計(jì)2027年小批量裝車驗(yàn)證。

衛(wèi)藍(lán)新能源

氧化物+聚合物

360Wh/kg

2026年，衛(wèi)藍(lán)新能源已實(shí)現(xiàn)半固態(tài)電池的量產(chǎn)，并通過針刺測試驗(yàn)證其安全性。公司在北京房山、江蘇溧陽、浙江湖州和山東淄博設(shè)有四大基地，規(guī)劃產(chǎn)能超過100GWh，預(yù)計(jì)2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)。

輝能科技

氧化物+聚合物

480Wh/kg

2024年固態(tài)能量密度提升至350-390Wh/kg，2025年后逐步正負(fù)極采用富鋰錳基、鋰金屬/無負(fù)極替代，實(shí)現(xiàn)最高480Wh/kg能量密度。

蜂巢能源

氧化物+聚合物

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目前已開發(fā)了第一二代果凍電池，二代果凍電池得到國際某知名OEM廠商高度好評，2024年7月，公司發(fā)布氧化物+聚合物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)專利。

冠盛股份

氧化物+聚合物

450Wh/kg

2026年，冠盛東馳將繼續(xù)推進(jìn)固態(tài)電池和半固態(tài)電池的研發(fā)。溫州廠房預(yù)計(jì)2026年年中達(dá)產(chǎn)，年底部分投產(chǎn)。公司積極布局海外市場，已與歐盟主要客戶開展前期送樣和測試工作。

太藍(lán)新能源

氧化物+聚合物

720Wh/kg

太藍(lán)新能源研究出世界首塊車規(guī)級120Ah氧化物+聚合物復(fù)合固態(tài)電池，能量密度達(dá)720Wh/kg，預(yù)計(jì)2025年完成原型驗(yàn)證和體系開發(fā)、2026年通過小批量生產(chǎn)持續(xù)驗(yàn)證、2027年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和新能源汽車示范應(yīng)用。

國軒高科

氧化物+聚合物

360Wh/kg

氧化物+聚合物半固態(tài)能量密度達(dá)360Wh/kg，配套車型實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程超1000km。