电池前沿｜固态电池，到底是什么？

来源：市场资讯

（来源：华安ETF）

要理解固态电池，先从理解液态电池开始。

液态电池是当前最常见的电池品种，广泛运用于锂电池体系、以及各类新能源车上，其结构大致可以拆分为三部分：正极、负极、液态电解液和隔膜等部分。

这其中，液态电解液就是电池“液态”二字的体现。

液态电池运转时，锂离子在正负极之间来回移动，而电解液如同一条高速公路，帮助锂离子完成这场往返旅行，实现充放电。

液态电解液固然够用，但也存在两重天花板。

一则，是安全与自燃问题。液态电解液的主要成分多是碳酸酯类有机溶剂，具有易燃易挥发的特性。

一旦电池发生内部短路，或者遇到外力严重挤压，短时间内产生的热量会让电解液迅速气化膨胀，极易引发起火甚至爆燃。

二则，是能量密度的局限，液态体系下，电池内部不仅要预留空间容纳电解液，还必须用隔膜将正负极彻底分隔开，防止短路，大量不参与储能的无效体积被固定占用。

于是从上世纪九十年代开始，科学家们开始尝试放弃液态电解质，固态电池的概念应运而生。

固态电池本质上，就是把液态电解质换成了固态电解质，锂离子不再靠液体游动，而是在固体材料的晶格间隙中跳跃传输。

剔除液态电解质之后，电池从根本上解决了漏液、燃烧的安全隐患，安全性大幅提升。同时，固态环境下正负极之间也可以贴得更近，同样体积里能容纳的能量直接上了一个台阶，能量密度也大幅上升。

过去很长的一段时间里，固态电池市场鱼龙混杂，部分厂商仅仅是少加了一点电解液，就将自己的产品冠以固态之名。

直到今年9月GB/T 43568-2026《电动汽车用固态电池》正式实施，这个行业才第一次拥有了一把可量化、可检测、可复核的标尺，“准固态”、“类固态”、“半固态”的模糊概念正在被强制清退。

标准明确规定：

-液态电池：电解液占比＞20%，即当前主流动力电池

-混合固液电池：又称半固态：电解液占比5%–20%，属过渡性产品；

-全固态电池：电解液占比＜5%，且须同时满足120℃真空烘烤6小时失重率≤0.5%的判定要求。

正如开头图表所示，全固态电池是上述三类中最理想的形态，但能把它造出来的厂商少之又少。

目前市场主流的路线被称为“硫化物固态电池”，但这条路线的难点在于，硫化物材料极其怕水汽，接触空气就会产生剧毒的硫化氢气体，因此对生产环境要求极为苛刻。

此外，全固态电池量产的瓶颈，还源于“固—固界面”的贴合与压实工艺。

液态环境下，电解液可以比较充分地填充电极之间的空间，但换成固体之后，两个固体材料之间如何保持稳定、紧密的接触，就成为一个新问题。

如果贴合不严，离子传输的效率将大幅下降，进而影响电池性能，因此需要对电池进行压实工艺。

这项工艺目前尚不成熟，更复杂的是，即便固态电池在出厂时保持了较好的贴合，电池在不断充电、放电的过程中，材料也会发生膨胀和收缩。时间一长，原本紧密贴合的材料之间可能出现微小空隙，进而影响锂离子的传输。

技术难关面前，中国企业则普遍选择了一条更务实的路径，不急于一步到位做全固态，先从半固态切入，分步迭代。

半固态电池对成本控制也更友好。半固态可以兼容现有的锂电池生产线，不需要把价值百亿的成熟产线推倒重建，只需要对部分工序进行改造，就能实现量产，成本可控，良率也容易爬坡。

过去两年，半固态电池逐渐装上汽车，蔚来搭载半固态电池的车型实现了续航超 1000 公里，上汽、奇瑞的半固态电池车型陆续投放市场，电芯能量密度突破 400Wh/kg，比主流液态电池高出一截，低温性能和安全性能也有显著提升。

言而总之，固态电池本质上就是把液态电解质换成了固态电解质，使其在性能、安全性上全面优于液态电池，目前“半固半液”的半固态电池已初步量产，未来几年会逐步渗透到主流车型中，全固态电池则方兴未艾。

不过，随着今年9月《新型电池产业发展“十五五”规划》的出台，文件指出“到2030年，全固态电池要实现量产”，全固态电池行业发展有望按下加速键，并在不久的将来进入日常消费场景。

相关ETF方面，创业板电池ETF华安（认购代码：158079）于10月8日开启募集，在主流电池主题指数中，该ETF跟踪指数对固态电池相关企业的暴露度最高，固态电池占比82.52%，含量拉满，为关注固态电池产业化进程的投资者提供了优质工具。

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