> **来源:[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** 电力设备 发布时间:2025-08-26 证券研究报告/行业深度报告 # 固态电池系列深度一:产业化浪潮将至,设备领域布局正当时 # 报告摘要: 海内外加速布局,固态电池蓬勃发展。锂电池根据电解质含量的不同,可以分为液态、半固态、准固态和全固态四大类。固态电池技术是用固态电解质替代传统液态电解液及隔膜的电化学装置。相较于传统液态电池,固态电池能够显著提高电池的安全性能和能量密度,这种创新材料体系为解决当前电池技术的局限性提供了新可能。作为未来电池终极解决方案之一,全球各国正加速固态电池布局。2020年10月中国首次将固态电池研发上升到国家层面,2025年4月工信部印发建立全固态电池标准体系。政策加码下,宁德时代、国轩高科、卫蓝新能源、亿纬锂能、比亚迪等头部电池厂/车厂均将量产时间定于2027-2030年间,电池能量密度目标在 $400\mathrm{Wh / kg}$ 左右。 下游应用场景广泛,新兴领域率先进入。全固态电池具备高安全性与高能量密度的优势,下游可应用于低空经济、消费电子、新能源汽车、储能系统和人形机器人等领域。通过构建能量密度要求和成本敏感矩阵,我们认为无人机与机器人等新兴应用以及潜水、航天等科研应用对电池能量密度要求较高但成本不敏感,这些领域往往追求性能优先,有望在未来几年实现率先进入。随着商业化节奏加快,规模化降本将使固态电池在新能源汽车、消费电子和储能领域应用拓展。根据SMM预测,2025年预计全固态电池渗透率在 $0.1\%$ 左右,2030年预计或将达到 $4\%$ 左右,到2035年全固态电池渗透率将达到 $9\%$ 上下。 产业提速,设备先行。在国家多部门重点支持固态电池下,预计2025年国内将完成小试及车规级电芯下线,2026年中试线优化及样车路试,2027年小规模量产及装车示范运营,2030年预计可完成量产。头部电池厂包括比亚迪、国轩高科等60Ah车规级已下线,奔驰、宝马已开启全固态装车路试,长安、上汽、广汽、吉利也已更新固态进展。固态电池产业已经处于商业化前夕,量产节点临近,具备核心工艺突破能力的设备商将主导新一轮产业格局重塑。 全固态和干法是发展趋势,前中段设备价值量提升。全固态电池与传统液态电池产线设备存在显著差异且产业价值量显著提升。传统液态电池单GWh投资设备约为2-2.2亿元,全固态电池生产设备单GWh产能对应的投资金额约是液态电池的2-3倍,价值量在4-6亿元,部分环节设备价值量显著提升 $100\% - 200\%$ 。全固态电池的工艺可分为干法和湿法,干法较湿法在成本、效率上均有提升。干法制膜在前段工序的干混、涂布、辊压和切片/制片设备变化较大,中段工序中叠片和静压设备是技术核心。我们认为随着全固态电池商业化和干法技术的逐步落地,相关增量设备将受益于量价齐升,设备端有望迈向景气成长周期。 风险提示:下游需求不及预期;客户回款不及预期;研发进度不及预期 # 优于大势 上次评级:优于大势 历史收益率曲线 <table><tr><td>涨跌幅 (%)</td><td>1M</td><td>3M</td><td>12M</td></tr><tr><td>绝对收益</td><td>9%</td><td>22%</td><td>53%</td></tr><tr><td>相对收益</td><td>1%</td><td>7%</td><td>19%</td></tr></table> 行业数据 <table><tr><td>成分股数量(只)</td><td>437</td></tr><tr><td>总市值(亿)</td><td>40062</td></tr><tr><td>流通市值(亿)</td><td>34386</td></tr><tr><td>市盈率(倍)</td><td>73.16</td></tr><tr><td>市净率(倍)</td><td>2.69</td></tr><tr><td>成分股总营收(亿)</td><td></td></tr><tr><td>成分股总净利润(亿)</td><td></td></tr><tr><td>成分股资产负债率 (%)</td><td>166.21</td></tr></table> # 相关报告 《终极能源解决方案,产业化进展加速》--20250807 《AIDC建设加速,电力设备板块有望充分受益》--20250423 # 证券分析师:李玫 执业证书编号:S0550522030001 17796350403 lijiu1@nesc.cn # 研究助理:王一鸣 执业证书编号:S0550123070047 16628886546 wangym2@nesc.cn # 研究助理:谢信圆 执业证书编号:S0550125060012 19512251518 xiejy@nesc.cn # 目录 # 1. 海内外加速布局,固态电池蓬勃发展 1.1. 固态电池引领新一代能源革命 1.2. 海内外共振,产业化加速落地 2. 下游应用场景广泛,新兴领域率先进入 11 3. 工艺向干法收敛,相关设备有望受益 13 3.1. 产业提速,设备先行 3.2. 干法制膜优势显著 13 3.3. 前中段工序引领突破,设备价值量提升 14 4. 投资建议 21 4.1. 先导智能(300450.SZ):固态电池设备龙头,海外业务快速增长 21 4.2. 利元亨 (688499.SH): 海内外布局打开成长空间 22 4.3. 宏工科技 (301662.SZ): 聚焦固态电池上游核心设备 24 4.4. 纳科诺尔(832522.BJ):锂电辊压“小巨人”,聚焦干法电极设备. 24 4.5. 赢合科技 (300457.SZ): “湿法+干法”并驾前驱 26 5. 风险提示 27 # 图表目录 图1:液态电池工作原理图 4 图2:全固态电池工作原理 4 图3:全球布局固态电池厂商一览 7 图4:锂电池(固态电池)相关政策梳理 9 图5:能量密度要求和成本敏感性场景分布 11 图6:各场景导入节奏 12 图7:干法/湿法工艺流程对比 13 图8:锂电设备前中后段价值分布 14 图9:锂电生产主要工序价值量分布 14 图10:强力混合机 16 图11:VC高效混合机 16 图12:固态电池纤维化 17 图13:湿法涂布工艺和干法电极对比 17 图14:激光模切机布局示意图 18 图15:瑞典Quintus冷等静压机 20 图16:冷等静压示意图 20 图17:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/%) 22 图18:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/%) 22 图19:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/%) 24 图20:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/%) 24 图21:宏工科技双行星搅拌机 24 图22:宏工科技犁刀混合机 24 图23:实验室系列 25 图24:量产系列 25 图25:超电专用系列 25 图26:干法专用系列 25 图27:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/%) 26 图28:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/%) 26 图29:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/%) 27 图30:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/%) 27 表 1: 液态电池与固态电池性能对比 表 2: 固态电解质技术路线对比 表 3: 液态, 半固态, 准固态, 固态锂电池对比. 表 4: 日本固态电池应用进展 ..... 8 表 5: 韩国固态电池应用进展 ..... 8 表 6: 美国固态电池应用进展 ..... 8 表 7: 硫化物复合电解质的乘用车全固态电池量产时间 表 8: 国内部分电池厂/车厂技术路径及量产时间 ..... 10 表 9: 机器人应用方向以及预期运行时间 ..... 11 表 10: 干法电极与湿法电极对比 表 11:固态电池前中后段工艺设备对比. 15 表 12: 刀片式研磨机高速混合与传统球磨方法的优势对比 表 13:干法电极自支撑膜制备工艺 ..... 17 表 14:纳科诺尔传统轧机与干法轧机参数对比 ..... 18 表 15: 固态电池中段工艺设备对比 ..... 19 表 16: 卷绕和叠片工艺对比 ..... 19 表 17: 等静压机类型对比 ..... 20 表 18:固态电池前中后段工艺设备对比 ..... 20 表 19: 部分增量设备经济性分析 ..... 21 表 20:先导智能锂电池相关产品介绍 ..... 21 表 21: 利元亨部分锂电产品介绍 ..... 23 表 22:纳科诺尔传统轧机与干法轧机参数对比 ..... 26 表 23:赢合锂电设备产品 ..... 27 # 1. 海内外加速布局,固态电池蓬勃发展 # 1.1. 固态电池引领新一代能源革命 锂离子电池是20世纪90年代开发成功的新型高能电池。电池的运作原理是在充放电过程中,锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,离子从正极的晶格中脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时离子则逆向运动。 传统锂离子电池普遍采用液态电解液,主要成分包括锂盐、有机溶剂和添加剂,其中锂盐可起到传导锂离子的作用。目前商用锂离子电池多采用有机电解质,液态介质中超 $10^{-2}\mathrm{S / cm}$ 的离子电导率可确保快速的离子迁移、良好的电池性能以及优异的倍率性能,但液态锂电池存在两大技术瓶颈:1)电解液在锂金属界面易发生分解反应,导致活性锂损失,阻碍锂离子传输,还会降低电池充放电效率,显著影响电池循环寿命;2)难以有效控制锂枝晶的形成,存在热失控风险。 图1:液态电池工作原理图 数据来源:东北证券整理 图2:全固态电池工作原理 数据来源:东北证券整理 相比液态电池,固态电池具有多重优势。固态电池技术是通过用固态电解质替代传统液态电解液及隔膜的电化学装置。相较于传统液态电池,固态电池能够显著提高电池的安全性能和能量密度,这种创新材料体系为解决当前电池技术的局限性提供了新可能。在能量密度上,液态电池能量密度上限约 $300\mathrm{Wh / kg}$ ,而全固态电池可达 $500\mathrm{Wh / kg}$ 以上,实测数据验证,比亚迪全固态电池能量密度已达 $400\mathrm{Wh / kg}$ 。在安全性上,传统液态电池容易爆燃的主要原因是其含有易燃的有机电解液,当电池发生热失控或物理损伤时,电解液可能泄漏并引发火灾或爆炸。固态电解质不易燃、不挥发,降低了电池内部短路的风险。同时,固态电池具有较宽的工作温区和电化学窗口,工作温度范围覆盖 $-40^{\circ}C$ 到 $150^{\circ}C$ ,低温性能仍有保证。因此固态电池是锂电池优化的终极方案。 表 1: 液态电池与固态电池性能对比 <table><tr><td>类别</td><td>全固态锂电池</td><td>传统液态电池</td></tr><tr><td>电解质(液)</td><td>全无机类材料(硫化物,氧化物等),高分子聚合物材料(PEO基等)</td><td>锂盐,有机溶剂(PC等碳酸酯类,DMP等有机醚类),添加剂</td></tr><tr><td>电解质</td><td>全无机类材料(硫化物,氧化物等),高分子聚合物材料(PEO基等)</td><td>锂盐,有机溶剂(PC等碳酸酯类,DMP等有机醚类),添加剂</td></tr><tr><td>能量密度</td><td>300~400Wh/kg</td><td>200~300Wh/kg</td></tr><tr><td>安全性</td><td>使用固态电解质,从根本上消除了液态电解质易燃、易泄漏的安全隐患</td><td>含有易燃的有机电解液,当电池发生热失控或物理损伤时,电解液可能泄漏并引发火灾或爆炸</td></tr><tr><td>寿命</td><td>8000至10000次充电循环</td><td>1500至2000次充电循环</td></tr><tr><td>工作温域</td><td>40℃~150℃</td><td>-20℃~90℃</td></tr></table> 数据来源:锂电材料工艺公众号、东北证券 # 固态电池电解质主流路线有聚合物,氧化物,硫化物与卤化物四种路径,不同路径各有优缺点,可对应下游不同的应用场景: 1) 氧化物固态电解质由氧化物类无机盐组成,可分为晶态电解质和非晶态电解质,当前商用化主要聚焦晶态电解质材料研究,主流晶态电解质材料包括石榴石(LLZO)结构、钙钛矿(LLTO)结构、NASICON钠超离子导体型和LISICON型固态电解质等。氧化物固态电解质是一种固体电解质,具有离子电导率高、机械性能好和热稳定性高等优点,然而氧化物电解质组装的固态电池一般存在界面接触差的问题,需通过构筑界面工程以提升电池的循环性能。目前氧化物固体电解质的烧结路径主要分为固相(高温烧结)和液相(溶胶凝胶法和共沉淀法)两种方式,高温烧结能耗较高,且制膜成本昂贵,商业化进程较为缓慢。 2) 硫化物固态电解质是以硫化物为基体的无机固态离子导体, 通过硫元素构建的柔性晶体结构实现锂离子的高效传输, 离子电导率与传统电解液相当, 具有更柔软的质地和更高的可塑性, 易于实现全固态电池的组装, 但在机械损伤的情况下, 易于与空气中水发生反应, 释放有毒有害气体。 3) 聚合物固态电解质是由高分子量的聚合物基体和锂盐构成的体系。聚合物柔韧性好、易于制备,且在机械性能和界面相容性上表现优异,目前商业领域主要适配材料体系为PEO(聚环氧乙烷),并已有少数实际应用的实例,然而单独聚合物固态电解质离子电导率较低、电压窗口窄等问题限制了其大规模应用。 4) 卤化物固态电解质在高压电位下表现出优异电化学稳定性, 与高压正极材料有更好的兼容性。相较于氧化物固态电解质, 卤化物固态电解质表现出较低的硬度与刚度使其更有效地适应锂循环过程中正极材料的体积变化, 但卤化物与锂金属的界面稳定性差, 且在不同温度下易发生相转变从而影响电导率, 并且在空气中易水解, 因此合成成本较高, 需开发新型材料以促进商业化制备及工艺的兼容性。 表 2: 固态电解质技术路线对比 <table><tr><td></td><td>氧化物</td><td>聚合物</td><td>硫化物</td><td>卤化物</td></tr><tr><td>定义</td><td>含有锂和氧的化合物,以及其他组分</td><td>液体和固体之间的过渡态,主要是聚合物基体+锂盐+添加剂</td><td>以锂和硫为主要成分,可由磷、硅、锗等补充</td><td>含有卤原子,F、Cl、Br、I、At</td></tr><tr><td>材料</td><td>玻璃相(LiPOH)、NASICON型(LATP)、石榴石结构(LLZO)、钙钛矿结构(LLTO)等</td><td>聚合物基体(PEO)+锂盐(LiTFSI)+添加剂(纳米颗粒-锂镧锆钛氧、氧化石墨烯等、熔融盐、共聚物等)</td><td>亚硫化物类(LPS)、LGPS类,Thio-LISICONs(β-Li3PS4)、银石类</td><td>Li3MX6(M代表Sc,Y,In或稀土金属;X代表卤素)通式的三元卤化物材料</td></tr><tr><td>工艺</td><td>硬且脆,不适用卷绕加工,需要高温烧结或和聚合物复合来致密结合</td><td>基本兼容现有锂电池生产设备及工艺,具备规模化生产优势</td><td>需在干燥气氛中制造</td><td>室温压实,结构稳定性比较优秀</td></tr><tr><td>成本</td><td>较高,材料制备需高温且致密化困难,同时需解决界面阻抗问题</td><td>较低,材料需与无机填料以及锂盐结合以提升性能,但柔韧性好,易于制备</td><td>适中,LGPS中Ge的成本较高,其余材料成本较低,可塑性好</td><td>高,材料必须加入稀土元素,且对锂金属的还原稳定性较差</td></tr><tr><td>安全性</td><td>高,具有良好的机械稳定性和化学稳定性,对温度不敏感</td><td>低,PEO在60℃以上软化,可能引发内部短路。机械强度低,容易锂枝晶穿透</td><td>较低,发生机械损伤时易与空气中的水反应,释放有毒硫化氢</td><td>较高,分解温度通常>300℃,但水分敏感,易于水解</td></tr><tr><td>界面</td><td>质地硬,相容性差,可有效抑制锂枝晶生长</td><td>质地软,界面相容性好,但抑制锂枝晶生长能力有限</td><td>质地柔软,界面相容性好</td><td>质地偏硬,界面稳定</td></tr><tr><td>离子电导率</td><td>较高(10-4~10-3S/cm)</td><td>低(室温:10-7~10-5S/cm;高温:10-4S/cm)</td><td>高(10-4~10-2S/cm)</td><td>中等(10-6~10-3S/cm)</td></tr><tr><td>电化学窗口</td><td>宽,0~5V,兼容电极材料体系</td><td>较窄,1V~3.5V,难以运用高电位正极材料</td><td>窄,1.7V~2.5V,低电位下易还原,高电位下易氧化</td><td>较宽,2.5V~4V,兼容偏高电位正极</td></tr></table> 数据来源:《Solid-state Battery Roadmap 2035+》、《国内外固态电池产业现状及发展挑战》、东北证券 全固态电池技术尚待攻克,半固态是短期行业折中方案。根据电解质液体含量的不同,电池可以分为液态、半固态、准固态和全固态四大类。半固态电池保留 $5\% \sim 20\%$ 的液态电解液,通过液态成分优化离子传导路径,可有效缓解离子电导率低和界面接触差的问题。在设备上,半固态能沿用液态电池 $80\%$ 以上的生产设备,仅需对注液、封装等环节改造,产业化难度低于全固态电池,成本介于液态和全固态电池成本之间,是行业里现有的较为有性价比的方案。 固态电池尚处于研发期,目前仍面临一定挑战。一方面固-固界面接触导致接触面积减小,界面阻抗增大,影响其电化学性能,另一方面,固态电池中聚合物、硫化物、氧化物及复合电解质均存在各自优劣,在材料及工艺上仍有待突破。当前,国内外各大电池厂及车厂都已加快布局全固态电池的研发工作,部分已经进入中试阶段,全固态电池技术有望在未来几年从实验室逐步步入商业化阶段。 表 3: 液态, 半固态, 准固态, 固态锂电池对比 <table><tr><td>电池形态</td><td>液态</td><td>半固态</td><td>准固态</td><td>全固态</td></tr><tr><td>液体含量(%)</td><td>25%</td><td>5-10%</td><td>0-5%</td><td>0%</td></tr><tr><td>材料构成</td><td>正极+负极+隔膜+电解液</td><td>正极+负极+隔膜+复合电解质</td><td>正极+负极+隔膜+复合电解质</td><td>正极+负极+固态电解质</td></tr><tr><td>电解质选择</td><td>电解液</td><td>氧化/聚合物固态电解质+电解液</td><td>凝胶聚合物电解质/复合固态电解质</td><td>硫化物/氧化物/聚合物/卤化物</td></tr><tr><td>封装形态</td><td>卷绕/叠片+圆柱/方形/软包</td><td>叠片+方形/软包</td><td>叠片+方形/软包</td><td>叠片+方形/软包</td></tr><tr><td>优势</td><td>技术成熟已大规模量产,快充性能好</td><td>能量密度,安全性有一定提升,与传统工艺兼容性强</td><td>能量密度与安全性有较大提升,相比半固态增强了机械稳定性</td><td>能量密度与安全性大幅提升</td></tr><tr><td>局限</td><td>能量密度面临发展瓶颈。安全性欠佳</td><td>循环寿命和快充性能下降,成本高于液态电池,固液并存导致热管理问题复杂</td><td>材料成本高,界面相容性差</td><td>产业化难度高,面临界面相容性、电解质性能等问题。</td></tr></table> 数据来源:锂电派公众号、《国内外固态电池产业现状及发展挑战》、东北证券 # 1.2. 海内外共振,产业化加速落地 全球各国加速固态电池布局。固态电池作为锂电池的终极解决方案之一,日本、韩国、欧美等全球各国均加速固态电池技术研发。 图3:全球布局固态电池厂商一览 数据来源:中科院物理研究所、东北证券 日本厂商较早布局固态电池,以组织产学研联合的方式,打造车企与电池厂共同研发体系。2018年,日本组织松下、丰田等23家汽车、电池和材料企业,以及京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构联合推进固态电池的研发进程。日本政府在2015-2024年间投资超过2000亿日元推进固态电池研发,计划2030年实现固态 电池商业化。电池代表厂商包括丰田、松下、日产等,固态电池技术路线主要为硫化物体系,量产时间基本锁定2030年。 表 4:日本固态电池应用进展 <table><tr><td>企业名称</td><td>最新进展</td></tr><tr><td>松下新能源</td><td>松下采用氧化物固态电解质路线,依托丰田全球第一的固态电池专利数量推进产业化,2024年建立中试线,2025年向丰田提供样品,预计在2030年左右推出固态电池产品</td></tr><tr><td>日立</td><td>在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的支持下,于2025年实现全固态电池的小批量生产能力</td></tr><tr><td>丰田</td><td>已制造出续航里程达1200KM,充电时间仅为10min的固态电池,计划2027-2028年实现全固态电池的装车应用,2030年后大规模生产,目标年产9GWh</td></tr><tr><td>本田</td><td>2024年首次公开自研全固态电池面向量产化的示范生产线,2030年之前在投放的电动车型上进行搭载应用</td></tr></table> 数据来源:各公司官网、知乎、东北证券 韩国布局硫化物路线固态电池。2021年在韩国政府发布的《K电池发展战略》中明确提出在2027年实现全固态电池的初步商业化,计划携手龙头企业在2030年前共同投入20万亿韩元用于全固态电池技术研发。目前,三星SDI已开发出能量密度为900Wh/L,循环寿命达1000次的全固态电池样品,并建立了中试线,预计2027年大规模量产。 表 5: 韩国固态电池应用进展 <table><tr><td>企业名称</td><td>最新进展</td></tr><tr><td>现代</td><td>投资固态电池初创企业Ionic Materials;与三星SDI联合投资了Solid Power;2021年投资Solid Energy Systems</td></tr><tr><td>三星SDI</td><td>投资Solid Power和Ionic Materials,与LG、SK合作投入9000万美元研发电池技术;2022年3月14日宣布在其位于京畿道水原市Yeongtong-gu的一条占地6500平方米的全固态电池试验线“S-Line”动工,计划2027年实现固态电池的量产</td></tr><tr><td>LG</td><td>计划2025年年底实现锂硫电池商业化,并在2025-2027年实现全固态电池商业化</td></tr></table> 数据来源:各公司官网、知乎、东北证券 美国通过初创企业布局固态电池领域,技术路径覆盖聚合物、硫化物和氧化物电解质,电动车产业链本土化加速,初创公司以快速融资上市为主要目的,商业化进程较快。欧洲企业则主要布局聚合物电解质路线,整车企业如大众、宝马等通过投资固态电池初创企业或设立研发中心推进产业化进程。 表 6:美国固态电池应用进展 <table><tr><td>企业名称</td><td>最新进展</td></tr><tr><td>Solid power</td><td>获得福特,A123,宝马等投资1.3亿美元。2022年公司完成其硫化物基全固态电池试生产线安装,年产能达15,000个电池,计划在2025年之前推出第一辆基于SolidPower电池技术的原型车</td></tr><tr><td>QuantumScape</td><td>获大众集团(2018年向该公司投资1亿美元)、上汽集团投资,2024年建立1GWh试生产线,2025年成功将Cobra隔膜制造工艺整合进基准电池产品生产中</td></tr><tr><td>Ionic Materials</td><td>雷诺三菱日产联盟、韩国三星、英国戴森等科技业巨头已向IonicMaterials投资超过6500万美元</td></tr></table> 数据来源:各公司官网、金融界、东北证券 政策持续加码,支持行业发展。2020年10月国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,首次将固态电池研发上升到国家层面,2023年1月工信部等六部委发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,提出加快研发固态电池,加强固态电池标准体系研究。2025年5月推出的《全固态电池判定方法》团体标准解决了行业长期存在的界定模糊问题,首次明确定义了全固态电池的技术特征。通过解决行业对全固态电池定义模糊、液态物质含量测试方法缺失等问题,为全固态电池技术升级和产业化应用提供科学依据。 图4:锂电池(固态电池)相关政策梳理 数据来源:亿欧智库、各政府官网、东北证券 国内主要聚焦硫化物路线,多家厂商齐头并进。欧阳明高院士在2025年3月的中国电动汽车百人会论坛上预测了硫化物复合电解质的乘用车全固态电池量产时间,预计2025~2027年聚焦石墨/低硅为负极的硫化物全固态电池,2027~2030年针对下一代乘用车将研发出高硅负极硫化物全固态电池;2030~2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标的锂负极硫化物全固态电池。 表 7:硫化物复合电解质的乘用车全固态电池量产时间 <table><tr><td>阶段</td><td>时间节点</td><td>技术目标</td><td>产业化意义</td></tr><tr><td>第一代</td><td>2025-2027</td><td>200-300Wh/kg(石墨/低硅负极)</td><td>打通硫化物电解质量产工艺链</td></tr><tr><td>第二代</td><td>2027-2029</td><td>400Wh/kg(高硅负极)</td><td>颠覆现有电动车续航焦虑</td></tr><tr><td>第三代</td><td>2030-2035</td><td>500Wh/kg(锂金属负极)</td><td>定义下一代能源存储技术标准</td></tr></table> 数据来源:中国电动汽车百人会论坛、东北证券 在政策支持下,国内各大电池厂及车厂加速推进固态电池商业化进程。国内聚焦硫化物路线,宁德时代、国轩高科、卫蓝新能源、亿纬锂能等头部电池厂商均将量产时间定于2027-2030年间,电池能量密度目标在 $400\mathrm{Wh / kg}$ 左右。 表 8:国内部分电池厂/车厂技术路径及量产时间 <table><tr><td>厂商名称</td><td>工艺路径</td><td>最新进展</td><td>预计量产时间</td></tr><tr><td>宁德时代</td><td>硫化物</td><td>已建立10Ah级全固态电池验证平台,近期已进入20Ah样品试制阶段</td><td>2027年</td></tr><tr><td>国轩高科</td><td>硫化物</td><td>全固态电池“金石电池”处于中试量产阶段,开启装车路测</td><td>2030年</td></tr><tr><td>卫蓝新能源</td><td>聚合物/氧化物/硫化物</td><td>半固态电池已应用于通信基站,珠海6GWh产线已投产;第二代半固态电池于2025年量产;全固态电池预计2027年小批量装车</td><td>2027年</td></tr><tr><td>亿纬锂能</td><td>硫化物/卤化物/聚合物</td><td>2026年推出高功率、高环境耐受性及安全性高的全固态电池,主要用于混合动力领域;于2028年推出400Wh/Kg的高比能全固态电池</td><td>2028年</td></tr><tr><td>中创新航</td><td>硫化物</td><td>发布“无界”全固态电池技术,计划于2027年小批量装车,2028年量产</td><td>2028年</td></tr><tr><td>清陶能源</td><td>氧化物/卤化物/聚合物</td><td>第一代半固态电池已实现量产;第二代准固态电池正在中试阶段,液含量小于5%,能量密度为400-500Wh/kg;全固态电池将在2027年实现批量交付</td><td>2027年</td></tr><tr><td>蜂巢能源</td><td>硫化物</td><td>全固态电池能量密度400Wh/kg以上,主要覆盖800公里和1000公里以上的高端车型</td><td>2030年</td></tr><tr><td>赣锋锂业</td><td>硫化物、氧化物体系</td><td>近期展示了500Wh/kg级的全固态电池产品,计划在年内向电动垂直起降飞行器企业交付验证样品</td><td>-</td></tr><tr><td>比亚迪</td><td>硫化物/卤化物</td><td>2024年从中试生产线下线60Ah全固态电池,计划2027年启动批量示范装车,2030年大规模量产</td><td>2027年</td></tr><tr><td>吉利</td><td>聚合物/硫化物</td><td>自研的全固态电池能量密度达400Wh/kg,并已完成20Ah电芯制备,预计2027年实现量产</td><td>2027年</td></tr><tr><td>长安汽车</td><td>硫化物</td><td>预计2026年实现固态电池装车验证,2027年推进全固态电池逐步量产,能量密度达400Wh/kg</td><td>2027年</td></tr></table> 数据来源:CBEA 电池中国公众号、中国电动汽车百人会论坛、OFweek 锂电网、东北证券 # 2. 下游应用场景广泛,新兴领域率先进入 全固态电池具备高安全性与高能量密度的优势,下游应用范围广泛,包括低空经济、消费电子、新能源汽车、储能系统和人形机器人等领域。根据亿欧智库所构建的以能量密度要求和成本敏感性为轴的坐标系,下游应用可分为能量密度要求高但成本不敏感场景,能量密度要求高但成本不敏感以及能量密度要求不太高但成本敏感三类场景。 图5:能量密度要求和成本敏感性场景分布 数据来源:亿欧智库、东北证券 新兴及科研领域对成本敏感度低,性能优先下有望率导入。无人机与机器人等新兴应用以及潜水、航天等科研应用对电池能量密度要求较高但成本不敏感。在新兴领域,当前困扰机器人发展的难点主要在于低续航能力、电池体积过大过重以及极端温度下的性能衰减和安全性问题。因此,厂商倾向于采用固态电池等技术,以高性能、轻量化的电池提升用户体验。在航天、深潜等科研领域,对成本相对不敏感,但严格要求电池具备超高能量密度、超长寿命以及出色的极端环境适应能力。 表 9: 机器人应用方向以及预期运行时间 <table><tr><td>应用方向</td><td>电池容量要求</td><td>预期运行时间</td></tr><tr><td>巡逻</td><td>6-10Ah</td><td>2-4小时</td></tr><tr><td>运输</td><td>12-15Ah</td><td>4-6小时</td></tr><tr><td>服务</td><td>20-30Ah</td><td>9-12小时</td></tr></table> 数据来源:亿欧智库、东北证券 根据亿欧智库预测,全固态电池将在新兴及科研领域优先得到应用,这些领域对电池能量密度要求高、成本敏感度低。在进入商业化阶段后,规模化生产预计降低其成本,性能提升下,应用范围有望扩展到消费电子、载人飞行器和汽车等市场。在全固态电池技术完全成熟后,成本大幅降低,从而进入成本敏感且安全性较高的储能和工业领域。根据SMM预测,2025年预计全固态电池渗透率在 $0.1\%$ 左右,2030年预计或将达到 $4\%$ 左右,到2035年全固态电池渗透率将达到 $9\%$ 上下。在新能源汽车、储能以及消费领域中,固态电池应用在2030年有望在消费类场景实现率先突破,达到 $12\%$ 左右。 图6:各场景导入节奏 数据来源:亿欧智库、东北证券 # 3. 工艺向干法收敛,相关设备有望受益 # 3.1.产业提速,设备先行 新能源汽车、消费电子等领域对高能量密度、高安全性电池需求的持续增长。固态电池凭借其不可燃电解质和更高理论能量密度的特性正在引领新一轮电池技术的革命。近几年,固态电解质材料的界面稳定性优化、薄膜制备工艺突破,以及车企与电池厂商的产线布局,正推动其商业化进程进入快车道。 头部电池及车厂扩产能开启,设备端优先受益。国家多部门重点支持固态电池,根据思瀚产业研究院预测,预计2025年完成小试及车规级电芯下线,2026年中试线优化及样车路试,2027年小规模量产及装车示范运营,2030年预计可完成量产。头部电池厂商包括比亚迪、国轩高科等60Ah车规级已下线,奔驰、宝马已开启全固态装车路试,长安、上汽、广汽、吉利已更新固态进展。固态电池产业从研发走向大规模应用,量产节点随之临近,具备核心工艺突破能力的设备商将主导新一轮产业格局重塑。 # 3.2. 干法制膜优势显著 干法电极是一种新型电极制备技术。固态电池前段制膜工艺可分为干法和湿法两种,在传统湿法工艺中,主要为浆料混合、涂布、干燥、压制和切分。相较于湿法工艺,干法不采用液态溶剂,直接将活性材料、导电剂和粘合剂的固体粉末干混,并通过干法涂布成形,再经辊压覆盖于集流体表面。在干法电极工艺中,其简化了湿法中涂布、干燥及溶剂回收环节。 图7:干法/湿法工艺流程对比 数据来源:Advancements in Dry Electrode Technologies: Towards Sustainable and Efficient Battery Manufacturing、东北证券 干法工艺的性能、成本及生产效率等均优于湿法。在成本方面,干法不使用溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮),无电极干燥和溶剂回收等相关成本,总成本降低约 $15\%$ ;在生产效率上,由于省去了干燥、溶剂回收等步骤,干法生产时间可节约 $16.2\% \sim 21.4\%$ ;在电极应用上,颗粒粘附性更好,电极机械强度显著提高。由于干法工艺减少了与固态电解质发生副反应的风险,因此在电安全性也显著提升。 表 10: 干法电极与湿法电极对比 <table><tr><td>对比</td><td>湿法电极工艺</td><td>干法电极工艺</td></tr><tr><td>成本</td><td>电极干燥/溶剂NMP回收相关成本(47%)、材料成本(溶剂占比1-2%)</td><td>不使用溶剂NMP,无电极干燥和溶剂回收相关成本,总成本降低15%</td></tr><tr><td>对环境影响</td><td>有毒溶剂、能耗高。二氧化碳排放量大</td><td>无溶剂,能耗更低,每生产10kWh的二氧化碳排放量减少1000kg</td></tr><tr><td>生产效率</td><td>7个步骤,干燥、溶剂回收耗时>3h</td><td>5个步骤,无需干燥时间,生产时间减少16.2%~21.4%</td></tr><tr><td>能量消耗</td><td>约47%的总能耗用于干燥和溶剂回收,每生产10kWh,干燥和溶剂回收耗电420Wh</td><td>无干燥和溶剂回收过程,能源成本降低38%~40%</td></tr><tr><td>兼容性</td><td>不适用于厚电极和固态电池的制备</td><td>在制备厚电极方面具有显著优势,可用于预锂化,可制备全固态电池的电极</td></tr><tr><td>电极性能</td><td>厚电极中的粘结剂表现出梯度变化,颗粒粘结性较差),孔隙率更高(4%~10%)</td><td>特定粘结剂分布,倍率性能提高,孔隙率降低,颗粒黏附性更好,电极机械强度显著提高</td></tr></table> 数据来源:《干法电极技术在超级电容器和锂离子电池中的研究进展》、东北证券 # 3.3.前中段工序引领突破,设备价值量提升 锂电池生产可以分为前中后三个阶段,前中段市场占比 $70\%$ 。从细分市场占比来看,我国锂电设备前段、中段、后段设备市场占比分别为 $39\%$ 、 $31\%$ 、 $30\%$ ,其中核心工序如涂布、卷绕/叠片、化成分容检测的价值量分别占比 $20\%$ 、 $15\%$ 、 $20\%$ 。 图8:锂电设备前中后段价值分布 数据来源:锂电材料工艺、东北证券 图9:锂电生产主要工序价值量分布 数据来源:锂电材料工艺、东北证券 全固态电池与传统液态电池产线设备存在显著差异。在工艺环节上,全固态电池的干法工艺在前中段多个关键工序引入全新的定制化设备,这些环节对设备的精度和稳定性提出了更高要求。 $\succ$ 前段工序:引入干法电极制膜,设备变化较大 全固态电池制造工艺中,干法电极制膜技术的引入带来了显著的工艺革新和设备升级。与传统湿法工艺相比,干法制膜在多个关键环节都展现出独特的技术特点和设备要求。 在原料预处理阶段,干混工艺取代了传统的湿法搅拌。新型干混混料设备能够实现活性物质、导电剂和粘结剂的均匀混合。纤维化环节新增了专门的纤维化设备。辊压工序作为干法工艺的核心环节,对设备提出了更高要求。分切工序则采用高精度数控分切机,确保极片分切的尺寸精度和边缘质量。采用干法工艺,固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥,消除湿法工艺烘干后溶剂分子的残留问题。 表 11:固态电池前中后段工艺设备对比 <table><tr><td rowspan="2" colspan="3">工序</td><td rowspan="2">设备</td><td colspan="2">液态</td><td colspan="2">半固态</td><td colspan="2">全固态</td><td rowspan="2">设备变化</td></tr><tr><td>液态电池</td><td>固液混合</td><td>原位固化</td><td>聚合物</td><td>硫化物</td><td>硫化物</td></tr><tr><td rowspan="7">前段</td><td rowspan="2">湿法</td><td>匀浆搅拌</td><td>搅拌机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>适当改造</td></tr><tr><td>涂布烘干</td><td>涂布机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>适当改造</td></tr><tr><td rowspan="5">干法</td><td>干混</td><td>干混机</td><td colspan="3"></td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>升级</td></tr><tr><td>纤维化</td><td>纤维化设备</td><td colspan="3"></td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>新增</td></tr><tr><td>辊压</td><td>辊压机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>升级</td></tr><tr><td>分切/模切</td><td>分切/模切机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>适当改造</td></tr><tr><td>制片</td><td>制片机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>适当改造</td></tr></table> 数据来源:EVtank,东北证券 1)干混环节:利用混合机并采用机械物理方法将活性物质、导电剂、粘结剂等混合均匀的过程。干混的效果对后续电池加工机器性能影响较大,当前主流是通过双刀片研磨(通过高速旋转的双刀片产生剪切力,使粉体颗粒在机械作用下均匀分散,避免团聚)或气体辅助混合技术实现,其中高速研磨混合相较于传统球磨法处理量增大了近十倍,且缩短了研磨时间,大大提高了制备效率。干混中设备包括强力混合机、VC高效混合机等。 表 12:刀片式研磨机高速混合与传统球磨方法的优势对比 <table><tr><td></td><td>传统球磨</td><td>高速研磨混合</td></tr><tr><td rowspan="2">制备方法</td><td>行星式</td><td>高速刀片式</td></tr><tr><td>球磨机</td><td>研磨机</td></tr><tr><td>混合方式</td><td>球磨</td><td>刀片研磨</td></tr><tr><td>最大处理量</td><td>50g</td><td>500g</td></tr><tr><td>转速</td><td>180/360rpm</td><td>10000-25000rpm</td></tr><tr><td>耗时</td><td>1-2h</td><td>25s</td></tr><tr><td>重复次数</td><td>10-20次</td><td>6次</td></tr><tr><td rowspan="3">煅烧条件</td><td>取10-20g</td><td>取100-300g</td></tr><tr><td>置于密封石英管中</td><td>置于氧化铝坩埚中</td></tr><tr><td>460-555° C*16h</td><td>460-555° C*16h</td></tr></table> 数据来源:艾卡仪器设备有限公司官网、东北证券 图10:强力混合机 数据来源:曼恩斯特、东北证券 图11:VC高效混合机 数据来源:曼恩斯特、东北证券 2)纤维化:工艺简化了传统湿法工艺的干燥环节,可降低能耗和成本。纤维化是辊压前的核心步骤,通过特殊设备和工艺将电极材料制成纤维或编织状结构,增强与固态电解质的接触面积。目前学界常见6种干法工艺,2019年特斯拉收购的Maxwell公司主要采用粘结剂原纤化法制膜,是行业主流的方案。粘结剂原纤化法通过将粘结剂PTFE在高剪切力下形成纤维后,将活性材料颗粒连接在一起,并通过热压形成自支撑的电极膜。 图12:固态电池纤维化 数据来源:《Paving the Way for Next-Generation All-Solid-State Batteries: Dry Electrode Technology》、东北证券 图13:湿法涂布工艺和干法电极对比 数据来源:锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究、东北证券 表 13:干法电极自支撑膜制备工艺 <table><tr><td>电极材料制备</td><td>特点</td><td>优点</td><td>缺点</td><td>应用领域</td><td>设备需求</td></tr><tr><td>聚合物纤维化</td><td>PTFE在高剪切力作用下纤维化</td><td>与现有的生产线兼容,可大规模生产</td><td>阳极不稳定,目前只能采用PTFE作为粘结剂</td><td>阴极,碳阳极,全固态电池的电极</td><td>气流粉碎机、螺杆挤出机、辊压机等</td></tr><tr><td>干法喷涂沉积</td><td>干粉混合物在高压下沉积</td><td>电极厚度和密度可控,可用于柔性电极</td><td>设备昂贵,生产环境要求高</td><td>阳极,阴极</td><td>喷涂系统、辊压机等</td></tr><tr><td>气相沉积</td><td>材料先蒸发汽化再沉积</td><td>多种汽化方法可选择</td><td>生产设备昂贵,规模扩大较难实现</td><td>小尺寸电极</td><td>热蒸发、脉冲激光沉积等专用设备</td></tr><tr><td>热熔挤压</td><td>颗粒混合、挤出、脱粘和烧结</td><td>可制备厚电极</td><td>工艺复杂,能耗高,需要牺牲粘结剂</td><td>用于大规模生产的阴极,碳阳极</td><td>螺杆挤出机等</td></tr><tr><td>直接压制</td><td>活性材料充分混合后直接压制为电极</td><td>操作简单,粘结剂用量小</td><td>生产规模小,需要活性材料可压缩</td><td>阴极,阳极,全固态电池电极</td><td>热熔挤压设备</td></tr><tr><td>3D打印</td><td>材料熔融后逐层打印</td><td>电极厚度和形貌可定制</td><td>设备昂贵,生产规模小,活性材料含量低</td><td>微电子和可穿戴设备用电极</td><td>3D打印设备</td></tr></table> 数据来源:知网、东北证券 3)辊压:成膜工艺是电极制备的关键环节。辊压工艺通过对涂覆在极片集流体的电极材料进行压实,使极片体积减小,进而提高电池的能量密度和安全性能。干法电极工艺中,辊压环节需控制压实密度误差 $\leqslant \pm 0.02\mathrm{g/cm^3}$ ,较传统设备精度提升5倍。 表 14:纳科诺尔传统轧机与干法轧机参数对比 <table><tr><td></td><td>传统湿法轧机</td><td>干法轧机</td></tr><tr><td>辊系</td><td>单轧主机,两辊压制</td><td>多级多道辊压(10-20 辊)</td></tr><tr><td>最大速度</td><td>14~120m/min</td><td>100m/min</td></tr><tr><td>厚度精度</td><td>±1.5μm</td><td>±2μm 以内</td></tr><tr><td>成膜宽度</td><td>Max.1200mm</td><td>Max. 1000mm</td></tr><tr><td>轧辊直径</td><td>Φ500-900mm</td><td>Φ200-500mm</td></tr><tr><td>适用工艺</td><td>湿法工艺,需溶剂涂布与烘干</td><td>无溶剂干法工艺</td></tr><tr><td>控制系统</td><td>标配闭环控制系统,激光测厚反馈调节</td><td>AGC 油缸+独立辊缝控制,支持恒压/恒缝动态调节</td></tr><tr><td>成膜</td><td>单面辊压</td><td>同步检测双面活性物质分布,实现高一致性</td></tr></table> 数据来源:纳科诺尔官网、清研纳科官网、东北证券 4) 切片&制片: 对整卷宽幅极片进行连续纵向分切, 分切后的极片应保持表面光洁平整, 无任何褶皱或活性物质脱落现象, 将毛刺控制在最小范围内。激光切割通过优化切割参数, 可以减少切边涂层脱落、切屑异物等问题, 从而提高电池的性能和安全性。 图14:激光模切机布局示意图 数据来源:机械工程文萃公众号、东北证券 # > 中段工序:叠片和等静压是技术核心 中段工序上,干法工艺取消了隔膜、注液环节,新增胶框印刷、等静压环节。经前道工序辊压定型后,会经过胶框印刷环节以起到支撑绝缘作用。随后,通过叠片堆叠极片与电解质层,并增加等静压环节以提升电解质与极片的致密性,优化界面接触。在设备上中段工序新增了胶框印刷机和等静压机,并使用叠片机替代卷绕机。 表 15:固态电池中段工艺设备对比 <table><tr><td rowspan="2" colspan="2">工序</td><td rowspan="2">设备</td><td>液态</td><td colspan="3">半固态</td><td colspan="3">全固态</td><td rowspan="2">设备变化</td></tr><tr><td>液态电池</td><td>固液混合</td><td>原位固化</td><td>聚合物</td><td>硫化物</td><td>硫化物</td><td></td></tr><tr><td rowspan="6">中段</td><td>胶框印刷</td><td>胶框印刷机</td><td></td><td></td><td></td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>新增</td><td></td></tr><tr><td>叠片</td><td>叠片机</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>可采用</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>升级</td><td></td></tr><tr><td>极耳焊接&包装</td><td>组装设备</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>适当改造</td><td></td></tr><tr><td>干燥</td><td>烘干机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>注液</td><td>注液机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>等静压</td><td>等静压机</td><td></td><td></td><td></td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>新增</td><td></td></tr></table> 数据来源:EVtank,东北证券 1) 胶框印刷: 在固态电池设计中, 由于取消了传统隔膜并采用大压力化成工艺, 电池极片边缘容易发生变形, 从而引发内短路风险。为解决这一问题, 需要在正负极之间设置绝缘框结构。目前主流的绝缘框制造工艺包括四种技术方案: 印刷工艺、UV 打印技术、涂胶工艺以及点胶技术。 2)叠片:传统工艺主要采用卷绕的方式,将正极片、隔膜和负极片按顺序放置,通过卷绕机卷绕成紧密的圆柱形或方形结构。叠片工艺通过把正负极片裁剪成所需尺寸,然后将它们与隔膜叠合在一起,形成小型电芯单体,通过小电芯单体叠放并联形成电池模组。固态电池中由于采用脆性固态电解质材料,对叠片工艺提出了更高要求,因此在固态生产中往往需要用到叠片工序。 表 16: 卷绕和叠片工艺对比 <table><tr><td></td><td></td><td>卷绕</td><td>叠片</td></tr><tr><td colspan="2">工艺</td><td>通过固定卷针将完成分条的正极极片、隔膜和负极极片根据一定顺序卷绕</td><td>把正负极片裁剪成所需尺寸,然后将它们与隔膜叠合在一起</td></tr><tr><td rowspan="4">性能</td><td>内阻</td><td>电阻较高</td><td>电阻较低</td></tr><tr><td>循环寿命</td><td>衰减较快,循环周期偏短</td><td>内部结构支持较均匀的分布热量</td></tr><tr><td>机械应力</td><td>在弯折处产生应力集中,容易在电信号的刺激下导致电池发生结构性破坏、短路和锂金属析出等问题,从而影响电池的循环寿命</td><td>无明显应力集中点,充放电过程极片材料层不易损坏</td></tr><tr><td>能量密度</td><td>未能达到更高的空间利用率,导致能量密度较低</td><td>更好地利用封装空间,支持更高的能量密度</td></tr></table> 数据来源:锂电派、东北证券 3)等静压:为确保固态电解质与电极之间形成稳定的固-固界面接触,同时解决循环过程中的界面接触损耗问题并有效抑制锂枝晶生长,需要在组装工序中引入高压压制工艺。等静压机是实施等静压技术的专用设备,原理为利用液体或气体介质不可压缩和均匀传递压力的性质从各个方向对加工件进行均匀加压,使加工件各个方向上受到的大小一致的压力,从而实现高致密度、高均匀性坏体的成型。通过等静压技术可消除固态单片电池内部的孔隙和空隙,显著改善电池组件之间的界面接触效果。这一工艺不仅能够提升电池的导电性能,还能有效提高能量密度,同时抑制电池在充放电过程中的体积变化。 等静压机主要分为冷等静压机、温等静压机、热等静压机三类,其中,冷等静压是目前最常用的等静压成型技术,无需加热装置,通常利用液体作为压力介质,最高可达到600Mpa,目前已经在氧化物和硫化物路线研究中有相关应用和专利。温等静压则利用气体或液体为工作介质,在密闭容器中通过增压系统加压,工作温度一般不超过500度,压强范围在300Mpa左右。热等静压以较为昂贵的 惰性气体和其他混合气体作为压力介质,向制品施加 $100 - 200 \mathrm{Mpa}$ 的压力的同时利用加热炉对制品施加 1000-2200 度的高温,从而使制品得以烧结或致密化。 表 17: 等静压机类型对比 <table><tr><td>类型</td><td>压力介质</td><td>温度</td><td>压力(Mpa)</td><td>备注</td></tr><tr><td>冷等静压机</td><td>液体</td><td>常温</td><td>100-630</td><td>干袋式冷等静压机自动化程度较高,可实现连续生产,适用于大批量生产</td></tr><tr><td>温等静压机</td><td>液体或气体</td><td>不超过500度</td><td>300左右</td><td>难实现对温度的精准控制</td></tr><tr><td>热等静压机</td><td>较为昂贵的惰性气体</td><td>1000-2200度</td><td>100-200</td><td>高度均匀性,强可控性,广泛适用性</td></tr></table> 数据来源:锂电材料工艺、东北证券 图15:瑞典Quintus冷等静压机 数据来源:Quintus官网、东北证券 图16:冷等静压示意图 数据来源:钢材新研道公众号、东北证券 # 后段工序:化成分容设备升级 高压化成分容设备经过初始充放电过程,可激活电池材料并稳定电池性能。固态电池由于有固-固界面接触和电解质离子电导率低的问题。高压化成设备能够有效地消除固态电解质与电极之间的微观空隙,使二者紧密结合。这种紧密结合不仅改善了物理接触,还为化学反应提供了更有利的条件。同时,高压化成能通过强制锂离子穿透固-固界面屏障,在界面处形成离子导通网络,从而显著降低界面抗阻。常规电池化压力要求3-10t,固态电池化压力要求60-80t(10Mpa压强/单个电芯)。 表 18:固态电池前中后段工艺设备对比 <table><tr><td rowspan="2" colspan="2">工序</td><td rowspan="2">设备</td><td>液态</td><td colspan="3">半固态</td><td colspan="3">全固态</td><td rowspan="2">设备变化</td></tr><tr><td>液态电池</td><td>固液混合</td><td>原位固化</td><td>聚合物</td><td>硫化物</td><td>硫化物</td><td></td></tr><tr><td rowspan="3">后段</td><td>原位固化</td><td>烘烤设备</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>化成分容</td><td>化成分容机</td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>高压化成分容</td><td>高压化成分容</td><td></td><td></td><td></td><td>✓</td><td>✓</td><td>✓</td><td>升级</td><td></td></tr></table> 数据来源:EVtank,东北证券 设备工艺升级,价值量显著提升。传统液态电池单GWh投资设备约为2-2.2亿元,半固态采用固液混合,电池中的电解质液体占比在 $5\% \sim 10\%$ ,增加涂覆固态电解质,设备投资金额提升 $30\%$ ,全固态电池生产设备由于与传统锂电设备存在较大差异,单GWh产能对应的投资金额约是液态电池的2-3倍,价值量在4-6亿元。根据高工 锂电2024年固态设备白皮书显示,固态电池中前段工序的干法辊压机单GWh价值量约800万元(较传统锂电设备提升 $212\%$ ),中段新增等静压设备1800万元,高压化成柜单GWh价值3000万元(较传统锂电设备增幅约 $150\%$ )。 表 19:部分增量设备经济性分析 <table><tr><td></td><td>传统锂电单GWh价值</td><td>固态电池单GWh价值</td><td>增幅</td></tr><tr><td>干法辊压机(前段)</td><td>800万元</td><td>2500万元</td><td>212%</td></tr><tr><td>等静压设备(中段)</td><td>-</td><td>1800万元</td><td>新增</td></tr><tr><td>高压化成柜(后段)</td><td>1200万元</td><td>3000万元</td><td>150%</td></tr></table> 数据来源:华鑫汇富资产管理、东北证券 # 4. 投资建议 作为下一代能源革命的核心突破方向,固态电池在能量密度、安全性和循环寿命等方面展现出显著优势。在海内外共振下,固态电池商业化进程正加速推进,产业链上游的设备制造商正迎来前所未有的发展机遇。在这一产业升级过程中,设备企业凭借其关键技术储备和先发优势,将成为产业链中最先兑现商业价值的环节,建议关注:1)资源优势集中的头部电池厂商,景气度提升推动需求上行。推荐:宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科等;2)设备技术构建护城河,产业化提速带动业绩放量。推荐:先导智能、宏工科技、纳科诺尔、利元亨等。 # 4.1.先导智能(300450.SZ):固态电池设备龙头,海外业务快速增长 率先打通整线设备,全球固态设备龙头。先导智能成立于2002年,2015年在创业板上市,是全球唯一实现全固态电池整线设备交付的企业,覆盖电极制备、电解质膜生产及封装全流程。公司打破传统单点设备供应模式,构建起从电芯制造、模组/PACK、充放电测试,到集装箱储能系统集成的全价值链解决方案。 优化全球资源配置,提供定制化服务模式。2024年,公司持续拓展海外市场,为韩国头部电池企业定制的固态干法电极涂布设备已顺利发货至客户现场,获得高度认可;向德国某豪华车品牌成功交付了国内首条出口海外的全极耳圆柱电芯产线设备,产品不仅完全符合欧洲CE认证要求,更搭载了公司多项自研创新技术与工艺。此外,公司在德国建设并启用了首个欧洲物流中心仓,与远东股份围绕复合集流体等多个领域进行全方位战略资源共享。目前,先导智能已承接的储能装备订单累计超300GWh,稳居全球高端锂电装备市场的核心地位。 表 20:先导智能锂电池相关产品介绍 <table><tr><td>工艺/产品分类</td><td>产品</td></tr><tr><td>锂电池制造设备</td><td>新型合浆系统、涂布设备、辊压(分切)一体设备、模切设备、卷绕设备、叠片(切叠一体、热复合叠片)设备、电芯组装生产线、化成分容测试系统、磁控溅射镀膜机、干法技术设备、电解质膜制备、锂金属负极制备、致密化设备等</td></tr><tr><td>锂电池智造整线解决方案</td><td>方壳、圆柱、软包、固态、钠离子等各类型锂电池智造整线解决方案,可应用于动力、储能、消费等领域</td></tr><tr><td>平台</td><td>自主研发的LEADACE穹顶系列智能制造平台,以设备预测性维护和产品质量提升为核心,为客户打造智能化工厂。</td></tr></table> 数据来源:先导智能2024年报、东北证券 2024年公司实现营业收入118.55亿元,同比 $-28.71\%$ ,其中出口营收28.31亿元,占总收入的 $23.88\%$ ;实现归母净利润2.86亿元,同比 $-83.88\%$ 。2024年锂电池智能装备收入76.89亿元,同比 $-39.18\%$ ,主要受国内下游市场需求放缓,客户设备验收节奏延迟所致。2025年一季度实现营业收入30.98亿元,同比 $-6.42\%$ ;实现归母净利润3.65亿元,同比 $-35.3\%$ 图17:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/%)) 数据来源:公司公告、东北证券 图18:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/ $\%$ ) 数据来源:公司公告、东北证券 立足全球固态设备龙头,业绩拐点有望显现。根据弗若斯特沙利文资料,按2024年订单价值计,先导智能是全球最大的新能源智能装备及解决方案提供商、占据全球市场 $9.1\%$ 的份额,较2023年增长3.3个百分点。按2024年订单价值计,先导智能于锂电池智能装备的全球市场份额及锂电池智能物流装备的全球市场份额分别为 $22.4\%$ 及 $23.8\%$ # 4.2. 利元亨 (688499.SH):海内外布局打开成长空间 固态电池全线工艺覆盖,项目进入陆续交货期。公司成立于2014年,是全球锂电池制造装备行业领先企业之一,目前已打通全固态电池整线装备的制造工艺,并攻克包括电极干法涂布设备、电极辊压及电解质热复合一体机、胶框印刷及叠片一体机和高压化成分容设备等关键技术。同时,公司采用多辊压延技术实现超薄材料精准控制,适配多种固态电池体系。2024年11月,公司成功中标国内头部企业的第一条硫化物固态电池整线项目,目前已进入陆续交付阶段。 表 21:利元亨部分锂电产品介绍 <table><tr><td>主要产品</td><td>介绍</td><td>设备图示</td></tr><tr><td>涂布机</td><td>当前已研发并量产“极片双层折返涂布机”、“单层涂布机”、“双面同时涂布机”机型,能有效解决裂纹、打皱、干燥不均、面密度不均等行业痛点</td><td></td></tr><tr><td>极片激光处理机</td><td>当前已研发并量产“卧式-极片激光表面处理机”、“立式-极片激光表面处理机”机型。通过激光在负极片上进行刻槽,能够有效增大锂电池负极面积,构造“离子和电子的高速通道”,减小离子扩散阻力,减缓容量衰减,有效提高电池充放电效率及寿命</td><td></td></tr><tr><td>辊压机</td><td>本设备主要用于实现锂电池正、负极极片轧制和分切工艺,将涂布后的成卷锂离子电池极片展开、经过连续液压对辊装置,将极片厚度均匀辊压至工艺要求值,通过分切后收卷模块回收成整齐的卷料</td><td></td></tr><tr><td>激光模切机</td><td>当前已研发并量产“立式-激光模切分条机”、“立式-激光模切裁断机”和“卧式-激光模切分条机”机型。适配卷绕、叠片工艺,适配一出一试样要求,适配一出多的量产要求,更有兼容分条或叠片的电芯裁断工艺的一体化设备</td><td></td></tr><tr><td>切叠一体机</td><td>目前已研发并量产面向EV动力电池、ESS储能电池及消费电池的多种极致叠片机型,可适应热复合、Z形叠片等不同工艺要求,并可配备五金模切和激光模切工艺能力</td><td></td></tr><tr><td>化成容量一体机</td><td>当前已研发并量产“化成容量一体机”、“并联型一体机”、“串联型一体机”机型。串联化成分容技术能够实现充放电电流完全一致,现场安调时间有效降低,充放电效率提升</td><td></td></tr></table> 数据来源:利元亨2024年报、东北证券 加速布局海外业务,强化全球优势。在国内市场波动下,公司加速推进海外布局,在北美市场已实现首条电池包产线投产,并获得UL、CSA等国际权威认证;在亚太市场,通过携方壳/圆柱/软包三大电池整线方案参展日本、韩国等展会,实现印尼PACK线中标;在欧洲市场,公司发布全球首台1800mm高速宽幅涂布机并亮相欧洲电池展。通过加速布局北美、亚太和欧洲市场布局,未来有望强化公司在全球固态领域的地位和优势。 产品结构优化,全年利润有望改善。公司聚焦高毛利低竞争的中后段动力锂电设备。2025年一季度,实现归母净利润0.13亿元,同比 $+106.82\%$ ;毛利率达 $34.84\%$ ,同比 $+17.46\mathrm{PCT}$ 。截至2025年5月末,公司在手订单49.21亿元,其中锂电设备15.85亿元。目前公司在手订单主要来自国内外知名锂电池厂商,经营情况良好且订单量较为稳定。随着公司进行技术降本与运营提效,预计全年利润有望改善。 图19:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/\%) 数据来源:公司公告、东北证券 图20:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/ $\%$ ) 数据来源:公司公告、东北证券 # 4.3. 宏工科技 (301662.SZ):聚焦固态电池上游核心设备 卡位固态电池工艺设备,跻身上游设备核心供应商。宏工科技成立于2008年,2025年4月在创业板上市,公司核心设备包括双螺杆制浆机、高效制浆机、双行星搅拌机等,对于锂电池各类正极和负极材料均有自动化处理产线及制备工艺。锂电池生产工艺包括极片制备、电芯装配和化成封装三大工段。浆料制备在锂电池极片制备中占据核心地位,它涉及将正负极材料与导电剂、粘结剂等混合,形成均匀的浆料。浆料中颗粒活性物的分散性和均匀性对极片的性能有关键性影响。凭借公司核心技术和设备优势,目前已成为宁德时代、蜂巢能源、比亚迪等企业的稳定供应商。随着电池头部厂商扩产,2025年下半年预期将带动二三线电池厂及材料端扩产。 图21:宏工科技双行星搅拌机 数据来源:宏工科技招股说明书、东北证券 图22:宏工科技犁刀混合机 数据来源:宏工科技招股说明书、东北证券 战略合作深化,携手清研推进干法创新。2023年9月公司与深圳清研电子达成战略合作以来,在“干法电极”前端工序上,双方已联合攻克了干法电极前段工序核心环节“原料纤维化”的设备研发、开发了混合均质一体机并交付客户使用。未来清研宏工将继续致力于实现干法电极前段工序的产业化突破与规模化应用,形成工艺与设备的协同创新体系。 # 4.4. 纳科诺尔(832522.BJ):锂电辊压“小巨人”,聚焦干法电极设备 公司成立于2000年,2023年11月在北交所上市,是国家重点支持的专精特新小巨人企业,在锂电辊压设备制造领域处于行业领先地位。公司的辊压产品不仅在运行速度、辊压精度、设备规格、智能化程度等方面不断突破,并且在热辊、干法电极等新工艺领域处于国内领先地位,设备具有较强的市场竞争力。目前已经与宁德时代、比亚迪、远景动力、松下等国内外电池领域龙头企业建立业务关系,取得稳定的订单来源。 在产品体系方面,公司已形成实验室型、量产型、超电型与干法型的四大产品系列,并配套提供轧辊销售与更换等服务,满足客户从试验验证到大规模生产的多样化需求。 图23:实验室系列 数据来源:公司官网、东北证券 图25:超电专用系列 数据来源:公司官网、东北证券 图24:量产系列 数据来源:公司官网、东北证券 图26:干法专用系列 数据来源:公司官网、东北证券 在干法辊压机有望成为未来电池制造的核心设备之一的趋势下,公司已在多个相关技术领域增加投入并获得一定成果。公司与清研电子共同投资设立合资公司清研纳科,联合开展干法电极设备研发。目前,清研纳科已在干法电极装备领域取得多项关键技术突破,并已经推出干法电极设备四辊、五辊、八辊、十辊等系列产品,并在深圳清研纳科建立了锂电池干法电极生产示范线,为全球客户提供测试平台,陆续向客户提供十多套干法电极设备。 2024年公司营收10.54亿元,同比 $+11.42\%$ ,其中智能辊压设备作为公司核心业务,收入9.86亿元,收入占比超九成;实现归母净利润1.62亿元,同比 $+30.69\%$ 。2025年一季度公司营收2.33亿元,同比 $-20.35\%$ ;实现归母净利润0.31亿元,同比 $-36.5\%$ 图27:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/\%) 数据来源:公司公告、东北证券 图28:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/ $\%$ ) 数据来源:公司公告、东北证券 产业化加速打开公司成长空间。相较传统湿法路径,干法工艺简化了涂布、干燥及溶剂回收等环节,改以干混粉末方式,通过粘结剂原纤化等方式形成具备一定强度的薄膜,再经辊压覆盖于集流体表面。与自身传统湿法辊压机设备相比,干法辊压机在辊压工序,工艺适配,精度控制等领域都能够带来较大的价值量增加。传统辊压机以2辊为主,配备单轧主机,公司推出的最新干法辊压机使用多级多道辊压方法,配备10-20辊的辊系以满足干法工艺对厚度一致性与致密性的更高要求,显著提升了设备结构复杂度与价值量。随着下游固态电池产业化加速以及干法电极的技术突破,设备需求释放将打开公司未来成长空间。 表 22:纳科诺尔传统轧机与干法轧机参数对比 <table><tr><td></td><td>传统湿法轧机</td><td>干法轧机</td></tr><tr><td>辊系</td><td>单轧主机,两辊压制</td><td>多级多道辊压(10-20 辊)</td></tr><tr><td>最大速度</td><td>14~120m/min</td><td>100m/min</td></tr><tr><td>厚度精度</td><td>±1.5μm</td><td>±2μm 以内</td></tr><tr><td>成膜宽度</td><td>Max.1200mm</td><td>Max. 1000mm</td></tr><tr><td>轧辊直径</td><td>Φ500-900mm</td><td>Φ200-500mm</td></tr><tr><td>适用工艺</td><td>湿法工艺,需溶剂涂布与烘干</td><td>无溶剂干法工艺</td></tr><tr><td>控制系统</td><td>标配闭环控制系统,激光测厚反馈调节</td><td>AGC 油缸+独立辊缝控制,支持恒压/恒缝动态调节</td></tr><tr><td>成膜</td><td>单面辊压</td><td>同步检测双面活性物质分布,实现高一致性</td></tr></table> 数据来源:纳科诺尔官网、清研纳科官网、东北证券 # 4.5. 赢合科技 (300457.SZ): “湿法+干法”并驾前驱 公司聚焦锂电池生产的前中段主要工序。赢合科技建于2006年,2015年上市,是锂电装备行业首批上市企业。公司产品应用于动力、储能及消费类电池等多个领域,是目前全球少数能够提供锂电池智能化数字工厂解决方案的企业之一。深耕行业19年,在上海电气引领下,公司已在前沿技术领域如涂布、辊压、分切,以及卷绕、激光模切、叠片和组装线等环节,实现技术领先,确立了行业标杆地位。 表 23:赢合锂电设备产品 <table><tr><td>工艺/产品分类</td><td>主要产品系列</td><td>产品简介</td></tr><tr><td>极片制作(前 段)</td><td>涂布机系列、辊压机系 列、分切机系列、辊分一 体机系列、涂辊分一体机 系列</td><td>涂布机产品系列主要用于锂离子电池极片的涂布工序,是锂离子电池核心的生产设备之一,设备将搅拌完成的浆料均匀涂覆在基材(铜箔或铝箔)上烘干并收卷成极片。辊压机系列设备是锂电池提高容量、降低内阻、保证一致性不可或缺的重要设备,极片通过辊压增加极片的压实密度,提高极片厚度一致性。分切机系列主要用于普通锂电极片、动力电池极片的定宽分切,生产流程包括极片卷料放卷、定宽分切和分切后收卷。</td></tr><tr><td>电芯制作 (中段)</td><td>激光模切机系列、卷绕机 系列、激光切卷绕一体机 系列、制片卷绕一体机系 列、激光清洗系列叠片机 系列、切叠一体机系列、 自动组装线系列</td><td>模切机系列主要用于锂离子电池极片及极耳的定型裁切,依据电池工艺所需尺寸完成极片及极耳的成型。卷绕机系列主要用于方形或圆柱形锂离子电池电芯的卷绕。激光清洗机主要用于电芯极片极耳焊接区域涂层清理,设备根据电芯工艺的要求对约定涂膜区域正反面的活性物质进行快速烧除、气化,使金属导电部分完全裸露出来,并使之能达到电池TAB焊接的要求。叠片机系列主要用于将裁切成型的极片与隔膜间隔堆叠成电芯。自动组装线系列主要用于卷绕电芯或叠片电芯的封装。</td></tr></table> 数据来源:公司年报、东北证券 2024年公司实现营业收入85.24亿元,同比 $-12.58\%$ ,其中锂电池专用设备收入49.51亿元,同比 $-19.41\%$ ;实现归母净利润5.03亿元,同比 $-9.14\%$ 。2025年一季度,公司实现营业收入13.38亿元,同比 $-28.29\%$ ;实现归母净利润0.15亿元,同比 $-90.43\%$ 。 图29:2020-2025Q1营业收入及同比(亿元/ $\%$ ) 数据来源:公司公告、东北证券 图30:2020-2025Q1归母净利润及同比(亿元/ $\%$ ) 数据来源:公司公告、东北证券 打通湿法+干法双路径,出海布局打开成长空间。通过持续研发和创新,公司已覆盖锂电池生产的前中段工序设备,涵盖涂布机、辊压机、分切机、制片机、卷绕机、叠片机、组装线等系列核心设备,打通国内固态电池制造的关键工艺环节,提供湿法和干法两大工艺路径全套设备,并已获得宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科等国内外知名电池制造商及汽车制造商订单,海外也已向德国、美国、韩国、法国等多个国家实现出口。 # 5. 风险提示 1)下游需求不及预期 2)客户回款不及预期 3)研发进度不及预期 # 研究团队简介: 李玖:北京大学光学博士,北京大学国家发展研究院经济学学士(双学位),电子科技大学本科,曾任华为海思高级工程师、光峰科技博士后研究员,具有三年产业经验,2019年加入东北证券,现任电子行业首席分析师。 王一鸣:东北证券空间科技组组长,上海交通大学机械硕士,莫斯科国立技术大学航天工程硕士。 谢佶圆:东北证券空间科技组研究员,美国约翰霍普金斯大学硕士。 # 分析师声明 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格,并在中国证券业协会注册登记为证券分析师。本报告遵循合规、客观、专业、审慎的制作原则,所采用数据、资料的来源合法合规,文字阐述反映了作者的真实观点,报告结论未受任何第三方的授意或影响,特此声明。 投资评级说明 <table><tr><td rowspan="5">股票 投资 评级 说明</td><td>买入</td><td>未来6个月内,股价涨幅超越市场基准15%以上。</td><td rowspan="8">投资评级中所涉及的市场基准: A股市场以沪深300指数为市场基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)或三板做市指数(针对做市转让标的)为市场基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为市场基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为市场基准。</td></tr><tr><td>增持</td><td>未来6个月内,股价涨幅超越市场基准5%至15%之间。</td></tr><tr><td>中性</td><td>未来6个月内,股价涨幅介于市场基准-5%至5%之间。</td></tr><tr><td>减持</td><td>未来6个月内,股价涨幅落后市场基准5%至15%之间。</td></tr><tr><td>卖出</td><td>未来6个月内,股价涨幅落后市场基准15%以上。</td></tr><tr><td rowspan="3">行业 投资 评级 说明</td><td>优于大势</td><td>未来6个月内,行业指数的收益超越市场基准。</td></tr><tr><td>同步大势</td><td>未来6个月内,行业指数的收益与市场基准持平。</td></tr><tr><td>落后大势</td><td>未来6个月内,行业指数的收益落后于市场基准。</td></tr></table> # 重要声明 本报告由东北证券股份有限公司(以下称“本公司”)制作并仅向本公司客户发布,本公司不会因任何机构或个人接收到本报告而视其为本公司的当然客户。 本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格。 本报告中的信息均来源于公开资料,本公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证。报告中的内容和意见仅反映本公司于发布本报告当日的判断,不保证所包含的内容和意见不发生变化。 本报告仅供参考,并不构成对所述证券买卖的出价或征价。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的证券买卖建议。本公司及其雇员不承诺投资者一定获利,不与投资者分享投资收益,在任何情况下,我公司及其雇员对任何人使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概不负责。 本公司或其关联机构可能会持有本报告中涉及到的公司所发行的证券头寸并进行交易,并在法律许可的情况下不进行披露;可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务、财务顾问等相关服务。 本报告版权归本公司所有。未经本公司书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的,须在本公司允许的范围内使用,并注明本报告的发布人和发布日期,提示使用本报告的风险。 若本公司客户(以下称“该客户”)向第三方发送本报告,则由该客户独自为此发送行为负责。提醒通过此途径获得本报告的投资者注意,本公司不对通过此种途径获得本报告所引起的任何损失承担任何责任。 # 东北证券股份有限公司 网址:http://www.nesc.cn 电话:95360,400-600-0686 研究所公众号:dbzqyanjiusuo <table><tr><td>地址</td><td>邮编</td></tr><tr><td>中国吉林省长春市生态大街6666号</td><td>130119</td></tr><tr><td>中国北京市西城区锦什坊街28号恒奥中心D座</td><td>100033</td></tr><tr><td>中国上海市浦东新区杨高南路799号</td><td>200127</td></tr><tr><td>中国深圳市福田区福中三路1006号诺德中心34D</td><td>518038</td></tr><tr><td>中国广东省广州市天河区冼村街道黄埔大道西122号之二星辉中心15楼</td><td>510630</td></tr></table>