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固态电池行业深度报告——电池革命核心赛道,材料设备共筑未来(中篇)

   日期:2026-08-11 16:37:51     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
固态电池行业深度报告——电池革命核心赛道,材料设备共筑未来(中篇)
3.技术工艺格局:干法电极与等静压引领制造革命
固态电池的制造是对传统锂电生产线的颠覆性重构,其核心逻辑从“处理液体”转变为“处理固体并解决固-固接触”。2026-2027年是固态电池专用设备定点、定型的关键窗口期。中国锂电设备产业凭借在传统领域积累的快速响应、迭代和服务能力,已在新一轮设备革新中抢占先机。具备核心工艺理解、能提供“设备+工艺”打包服务的厂商,将深度绑定下游电池客户,享受技术代际更迭带来的最大红利。传统涂布、注液设备厂商则面临转型压力。
3.1前段工艺:干法电极崛起,涂布时代面临挑战
在锂电制造中,主要有湿法和干法两种工艺:
(1)传统湿法电极工艺:是目前的主流技术,技术完善成熟。将原料、粘合剂、NMP 溶剂混合制备而成的浆料,按要求湿涂在集流体表面,并对集流体上的涂覆浆料进行干燥与压延。该工艺的核心成本与环保痛点集中在浆料溶剂上。广泛使用的N-甲基吡咯烷酮(NMP)成本高昂,且有毒需全套回收系统,后期处理成本可占总成本的48%。此外,极片涂布后漫长的烘干过程,能耗占制造成本的近20%。因此,尽管工艺成熟,但降本增效和环保压力巨大。
(2)干法电极工艺:最受关注的颠覆性技术,未来的发展方向。一种锂离子电池制造的新工艺,在电极的制程中不采用溶剂,通常是将正/负极活性物质、导电剂与固态粘结剂直接混合后,直接喷涂到集流体上,或者通过不同的工艺制成自支撑膜后与集流体复合。由于没有溶剂,电极可被压制得更厚、密度更高,为电池实现更高能量密度提供了可能。其核心是干法电极成型复合一体机,通过多辊(四辊、八辊甚至十辊)连续热压,将干粉直接压成高密度、自支撑的电极膜,再与集流体复合。干法电极的核心优势在于更低的成本、更高的性能与更好的环保性。它省去传统湿法工艺中的溶剂和烘干步骤,直接降低制造成本、简化生产流程并减少污染;同时能制造出更厚更密的电极,大幅提升电池的能量密度和循环寿命,被认为是未来固态电池的理想工艺。纳科诺尔等头部设备商已为宁德时代等客户开发设备并建立示范线,产业化正在加速。
干法电极专用设备,目前正处于从“样机交付与调试”向“首批量产线安装投产”过渡的关键阶段,随着头部企业完成干法量产验证,国内外头部企业正加快部署中试或正式产线,相关融资亦加快落地。
3.2中段工艺:精度为王,等静压成为“标配”
等静压设备的核心任务是解决固态电池固有的“固-固界面”难题。与传统液态电池不同,固态电池内部缺乏可流动的电解液来填充空隙,导致电极与固态电解质间接触点有限、阻抗极高。等静压技术通过液体或气体介质,对封装在柔性模具中的电芯施加从各个方向完全相等的超高压力。这一过程能有效消除内部孔隙,迫使固态颗粒间形成紧密、大面积的接触,从而大幅降低界面电阻,提高离子电导率和机械强度,最终提升电池的能量密度和循环寿命。
根据工作温度和压力,等静压主要分为三类,其中“温等静压”是当前固态电池研发的重点:
冷等静压:在室温下工作,压力范围100-630MPa。优点是无需加热、设备成本较低;缺点是对于某些材料,致密化效果有限。
温等静压:工作温度通常不超过500℃,压力可达300MPa左右。它被认为是目前适配固态电池的最优路径,因为适中的温度既能提升材料塑性与离子电导率,促进致密化,又能避免热等静压可能引发的高温副反应,在性能、成本和效率间取得了最佳平衡。2026年7月,钢研昊普推出“首台大尺寸卧式温等静压设备”,将超高压密封、精准控温(±5℃)、快冷工艺等热等静压核心技术成功迁移至温等静压领域。
热等静压:在1000-2200℃高温和100-200MPa高压下同时工作。优点是致密化程度最高;缺点是设备昂贵、能耗巨大,且过高温度可能导致电池材料发生不必要的化学反应。
3.3后段工艺:高压化成“激活”性能
与液态电池的常压化成不同,固态电池在首次充电(化成)时,仍需在高压(60-80吨)下进行,以进一步优化刚刚形成的固-固界面。由于没有液态电解液的浸润,电极与固态电解质之间物理接触点少,阻抗极高。高压化成的作用,就是在电池首次充放电时,通过持续的超高压力和适宜温度,迫使固体颗粒间发生紧密的物理和电化学接触,从而“激活”锂离子通道,形成稳定的固体电解质界面膜(SEI),这是电池能够正常工作的前提。
固态电池高压化成设备技术壁垒极高,是当前固态电池从中试迈向量产必须攻克的最后一道工艺关卡。需要超高压稳定输出技术,设备需长时间稳定输出高达45MPa以上的面压,相当于每平方厘米承受450公斤以上压力,且压力均匀性要求极高。精准立体温控技术,化成过程常在高温下进行,最新方案通过3D液冷/电热系统,实现了对每个电芯的独立精准控温,温差可控制在±2℃以内,确保反应均匀。AI驱动智能电化学算法,系统通过毫秒级数据采集,利用AI算法实时诊断并动态优化每个电芯的充电曲线,实现个性化激活,提升整体一致性和性能。

4.需求:政策与市场双轮驱动,电动车率先引领

4.1竞争格局:亚太区占市场规模半数,中国势能强劲
国际竞争格局,亚太区占据固态电池市场规模的50%以上。中日韩主导产业化进程,其中日本量产规划最为激进,中韩企业快速发展,欧美企业多通过“初创+车企”模式聚焦前沿技术。竞争焦点已转向量产能力与成本控制,硫化物路线是主流研发方向,而氧化物路线已在中国率先实现装车。大规模商业化仍面临成本高昂、工艺复杂和供应链重塑等核心挑战,2027-2030年是决定竞争格局的关键窗口期。
国内竞争格局,呈现地方集群加速成形,依托本地产业基础与应用场景进行差异化卡位的特点,长三角与珠三角具有全产业链生态与终端市场协同优势,占据超八成市场份额。2030年固态电池技术将进入商业化阶段,在电池市场中的渗透率将达10%,届时中国市场空间将增至200亿元。
本转载分为上中下部分
原证券研究报告2026年4月22日发布于财达证券官方网站,原文链接:https://www.95363.com/plat_files/upload/png_upload/20260422/202604221776826440758.pdf
署名作者:财达证券研究发展中心行业分析师平敬伟、财达证券研究发展中心行业分析师助理赵莹
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编      辑 | 马世辉
责任编辑 | 李鸿雁
审核 | 党委宣传部
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