“十五五”時期,中國將把低空經濟作為新興支柱產業進行打造,市場參與者正在加緊挖掘產業潛力。作為低空經濟的核心賽道之一,飛行汽車是低空經濟實現從工業級無人機“生產作業”到“載人交通運輸”跨越的核心載體,有望牽引萬億級至十萬億級產業集群。據了解,固態電池技術正在被應用到飛行汽車上,通過互相賦能縮短產業化進程。
固態電池,最大的特點就是能量密度大、功率高、安全性好,它的能量密度是常規三元鋰電的1.5倍。一塊手機大小的固態電池,能夠讓500公斤重的eVTOL飛行0.5公里。
當前,全球能源轉型與交通電動化進程加速,動力電池成為核心競爭領域。液態鋰離子電池在能量密度與安全性上逐漸接近極限,難以滿足下一代儲能和電動汽車的更高要求。固態電池以固體電解質替代傳統電解液,有望從本質上解決漏液、燃燒等安全隱患,同時兼容金屬鋰負極和高電壓正極,顯著提升能量密度。因此,固態電池被普遍視為最具前景的下一代電池技術方向。中國作為全球最大的新能源汽車市場和動力電池生產國,已將固態電池列為戰略性新興產業重點攻關領域,產學研各界投入大量資源,力圖搶占技術制高點。據中研產業研究院《2026-2030年中國固態電池行業發展趨勢及深度策略研究報告》分析:目前,行業內的飛行汽車較多采用高能量密度的液態鋰電池,固態電池正處于從實驗室向量產沖刺的階段,仍存在材料、工藝良品率方面的挑戰。
一、中國固態電池行業發展現狀與技術挑戰分析
中國固態電池技術研發已進入加速期,硫化物、氧化物和聚合物三條主流電解質路線并行推進。氧化物電解質化學穩定性較好,但界面接觸問題突出,往往需要通過燒結或添加少量液態組分改善固固接觸;硫化物電解質離子電導率最接近液態電解液水平,但對水分極度敏感,生產環境控制要求極苛;聚合物電解質加工性能良好,但室溫電導率偏低,更多被看做過渡路線或復合電解質體系的組成部分。在材料創新層面,國內科研機構已實現多種高離子電導率電解質材料的小試制備,正極方面重點開發高鎳層狀材料和富鋰錳基材料與電解質的匹配,負極則以金屬鋰和硅基負極的保護改性為主。工程化方面,多家研究平臺完成了扣式電池和百瓦時級軟包電池的初步驗證,一些產線正在從實驗室級別向中試階段邁進,但真正實現車規級大容量電芯的穩定生產,仍需攻克諸多共性難題。
制造工藝是制約固態電池產業化的另一關鍵瓶頸。傳統液態電池的卷繞和疊片工藝無法簡單移植到固態體系,固態電解質膜的薄型化、致密化和大面積制備要求極高,極片與電解質之間的界面需要施加一定壓力并精密匹配膨脹系數,否則會引發接觸失效和容量衰減。對于硫化物路線,整線干燥環境、惰性氣氛保護和低露點要求大幅提高了裝備投入和運行成本。此外,固態電池的等靜壓、燒結或原位聚合等成型工藝多處在非標狀態,尚未形成統一可靠的量產裝備體系,從漿料配制、涂布、壓合到封裝的全流程自動化程度較低。這些工程放大問題導致當前固態電池電芯的良率和一致性遠不及成熟液態電池,離規模化裝車仍有相當距離。
建立完整的供應鏈體系和標準的評測方法,同樣是實現產業突破的必要條件。固態電池所需的高純硫化鋰、氧氮化物電解質前驅體、專用集流體和封裝材料等上游原料,目前產能有限且成本畸高。同時,由于固態電池內部多相界面退化機理尚未被完全認知,行業缺乏公認的加速老化測試標準和壽命預測模型,難以在實際工況下精準評估電芯的日歷壽命與循環壽命。整車企業和電池制造商對固態電池的驗證周期較長,并對其在過充、擠壓、熱箱等濫用條件下的表現仍有顧慮。因此,從材料篩選、電芯設計到系統集成的全過程,亟需形成跨行業的測試規范和失效分析數據庫,以推動產品的定型迭代。
總體而言,中國固態電池行業正處于從實驗室突破向工程化驗證過渡的關鍵轉折期。前期技術積累已證實固態路線在安全和能量密度上的潛在優勢,但將實驗室器件的優異性能復現于可量產、可制造的商業化電芯,還需要系統性地解決從微觀界面到宏觀工藝的一系列棘手問題。接下來的重點不僅在于提升單一性能指標,更在于將這些分散進展整合為能夠經受成本、壽命和規模考驗的完整產品。這一進程要求材料創新與裝備突破深度咬合,也需要基礎研究與應用開發之間形成更高效的反饋閉環。可以說,固態電池從一個充滿吸引力的概念走向堅實的產業支柱,尚需跨越從“能做出”到“做得好、做得省”的關鍵鴻溝,而這一跨越的成敗,將直接影響中國動力電池產業在全球下一輪競爭中的位勢。
在市場競爭和投資預期方面,固態電池的產業化時間表一直備受關注。鋰離子電池的性能提升仍有空間,且成本持續下探,這既給固態電池提供了明確的技術升級方向,也抬高了其市場準入的門檻。初期固態電池將更有可能從對安全性和能量密度溢價承受力較高的細分領域切入,例如高端無人機、航空航天、特種裝備和部分豪華電動汽車車型,通過小規模應用積累工程數據和工藝經驗,再逐步向主流乘用車市場滲透。這一漸進路徑意味著固態電池在較長時期內會與液態電池共存互補,而非立刻形成全面替代。資本市場對固態電池的熱情雖高,但也開始趨于理性,更加看重中試驗證結果、實際裝車測試數據以及可量化的成本下降曲線。
二、中國固態電池行業未來展望
展望未來,中國固態電池產業有望在數年內完成中試放大和初步示范應用,但要實現真正的規模化裝車和成本競爭力,還需要五年以上乃至更長時間的積淀。這一過程中,技術的選擇將不斷收斂,產業格局也會逐步清晰。能夠率先在低成本、高一致性生產工藝上取得突破,并能與整車企業深度耦合進行系統級創新的團隊,將會占據有利位置。同時,固態電池并非動力路線的唯一解,鈉離子電池、鋰硫電池等也在各自場景中加速成熟,任何技術路線的發展都不是孤立的,相互之間的借鑒與競爭將共同塑造未來儲能生態。對中國而言,保持技術多元化布局,強化材料科學基礎和裝備自主化能力,構建開放而安全的國際合作體系,是穩健穿越產業創新周期的基本保障。
站在現階段回顧與前瞻,中國固態電池行業已經完成從技術跟跑到并跑的轉變,部分前沿方向甚至進入領跑探索期,但距離全面產業化依然道阻且長。固態電池所承載的,不僅是能量密度和安全性的量級跨越,更是一個國家在能源轉型時代把握核心技術主導權的重要支點。當前最大的挑戰并非在單一性能指標上無法超越液態電池,而在于如何將分散的科學發現、工藝創新和工程經驗系統集成為高可靠、低成本和可規模化的產品,這要求行業整體提升從基礎研究到產業化的轉化效率,補強專用裝備和關鍵原材料的短板,并形成客觀、公認的評價標準體系。與此同時,政策層面應保持戰略定力,避免短期考核導向導致的低水平重復和盲目擴張,通過建設開放式中試平臺、共性技術研究院等公共基礎設施,降低創新的試錯成本和入門門檻。
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