固态电池与人形机器人：携手迭代，开启未来科技新篇

       目前主流的电池，以新能源汽车产业链中的锂电池为主，然而，锂电池作为一种广泛应用的电池类型，虽然具有高能量密度、轻量化等优点，但在一些情况下，也存在一定的缺点，例如锂电池在某些极端情况下可能会发生过热、燃烧甚至爆炸。此外，当锂电池过充时，过量嵌入的锂离子可能会永久固定于晶格中，导致电池寿命缩短。

       而此时，一个与人形机器人同样处在技术迭代期的产品——固态电池，就成为了眼下与人形机器人最为适配的产品之一。

       具体从性能方面分析，固态电池具有更高的能量密度，能够为人形机器人提供更持久的续航能力。人形机器人在运行过程中，需要消耗大量的电能来驱动其复杂的机械结构和电子系统。传统的锂离子电池虽然在能量密度上已经取得了一定的进展，但仍然存在一定的局限性。而固态电池采用固态电解质替代了传统锂离子电池中的液态电解质，使得电池内部的空间利用率更高，能量密度可以达到传统锂离子电池的2到3倍。

       其次，固态电池的安全性更高，能够更好地保障人形机器人的稳定运行和用户的安全。人形机器人在工作过程中，可能会遇到各种复杂的环境和突发情况，如碰撞、跌落、高温等。传统的锂离子电池在这些情况下，存在一定的安全隐患。例如，当电池受到机械冲击或过热时，液态电解质可能会发生泄漏，导致电池内部短路，甚至引发火灾或爆炸。而固态电池由于采用固态电解质，其内部结构更加稳定，即使在受到外力冲击或高温环境下，也不容易发生泄漏和短路现象。这为人形机器人在各种复杂环境下的稳定运行提供了有力保障。

      产研结合共同推动半固态电池商业化

      固态电池与传统液态电池的最大的区别在于电解质，从电池结构上看，固态电解质将电解液的隔膜功能合二为一，大幅缩小正负极间距，从而降低电池厚度，因此提升电芯体积能量密度。传统液态锂离子电池的电解液具有流动性，内部的堆叠串联很容易发生短路，从而引发自放电和放热。固态电解质不具备流动性，固态电池可以实现电芯内部的串联、升压，可以降低电芯的包装成本，并升体积能量密度。固态电池可分为半固态、准固态、全固态三种类型，区别在于所包含的液体电解质质量。其中，半固态电池的液体电解质质量百分比小于10%，准固态电池液体电解质质量百分比小于5%，而全固态不含有任何液体电解质。

     目前固态电解质在室温条件下的离子电导率不高，固态电解质与正负极之间界面阻抗比较大，全固态电解质成本较高，因此全固态电池的投用尚需时日。

     目前，各大行业内龙头企业将目光聚焦半固态电池落地推动工作上，以其作为液态电池向全固态电池的过渡方案。部分企业已经实现了固态电池的小规模试生产，2025年有望实现小批量量产。考虑到当前锂离子动力电池的复合增速，与固态电池相对高成本车型的适配范围，预计到2030年，锂离子转固态/半固态电池商业化产能有望初见规模，届时固态锂电池对应的续航里程或可达到液态锂电池的2-3倍, 追平燃油车续航水平。

     固态电池产业链上游为各种矿资源等原材料和相关设备，中游为正极、负极、固态电解质等关键材料加工制造环节，下游为消费、动力、储能等各领域应用场景。

      目前我国固态电池相关企业和车企普遍短期聚焦半固态电池技术，半固态先行放量投入市场，同时产业链中下游绑定共同研发，卡位下一代全固态电池技术。在产研结合的大方向下，国内矿业巨头、能源企业以及车企都在积极布局属于自己的固态电池技术，并同时推动半固态电池商业化。

      固态电池在人形机器人中的应用情况

     应用优势

     高能量密度：相较于传统液态电池，固态电池能量密度可达到其 2-3 倍。这使得人形机器人能在有限空间和负重条件下存储更多电能，如广汽集团的 GoMate 人形机器人凭借全固态电池，续航时长可达 6 小时。 

高安全性：固态电池采用固态电解质，避免了液态电解质泄漏、起火和爆炸等风险。人形机器人工作环境复杂，可能遭遇碰撞、跌落或高温等情况，固态电池能更好地抵御这些状况，保障机器人和用户安全。 

良好的循环性能：在频繁充放电过程中，固态电池能保持相对稳定的性能，具有更好的循环寿命，可降低电池更换频率，提高人形机器人的整体使用寿命和经济性。 

形状设计灵活：固态电池可以根据人形机器人的复杂机械结构，灵活设计形状和尺寸，便于集成到机器人身体各个部位，优化布局和重量分布，提升机器人的稳定性和灵活性。 

      快充性能优势：固态电池有望实现快速充电，能减少机器人的充电等待时间，提高使用效率，使人形机器人可以在更短时间内补充能量，重新投入工作。 

      应用现状

      少数产品已应用：广汽集团的 GoMate 人形机器人已应用全固态电池，续航达 6 小时且能耗降低 80%135。软通动力的双足机器人天鹤 C1 采用了创明 - 安能可技术联合开发的含全极耳准固态电芯的电池解决方案，10000mAh 的电池容量可使其持续运行 4 小时以上。 

企业积极布局：南都电源等企业积极布局固态电池在机器人领域的适配工作。德尔股份也表示已对其固态电池产品在机器人领域的应用予以关注，并且正在进行相关的研究工作。 

      应用挑战

      成本较高：目前固态电池的生产工艺和技术还不够成熟，导致其制造成本居高不下，这在一定程度上限制了其在人形机器人领域的大规模应用。 

循环寿命仍需提升：虽然固态电池的循环性能相对较好，但在人形机器人长期、高强度的使用需求下，其循环寿命仍有待进一步提高，以降低使用成本和维护难度。 

技术有待完善：固态电池技术仍处于发展阶段，在与人形机器人的系统集成、电池管理系统优化等方面，还需要进一步的研究和改进，以充分发挥其性能优势。 

      应用前景

      随着技术的不断进步和成本的降低，固态电池有望成为人形机器人的主流动力源7。未来，固态电池将推动人形机器人在工业制造、医疗护理、家庭服务、教育娱乐等众多领域的广泛应用和快速发展，使人形机器人能够更好地满足不同场景的需求，为人类社会带来更多的便利和创新。

文章来源：证券之星、 KBorders、电池关键材料