新能源汽车产业链行业：新技术系列报告（五）：固态电池产业化机遇之工艺与设备

看好（维持） 固态电池产业化机遇之工艺与设备 新技术系列报告（五） 行业研究深度报告新能源汽车产业链行业 国家地区中国 行业新能源汽车产业链行业 报告发布日期2025年05月20日 核心观点 固态电池产业化面临工艺与成本的双重挑战。在产业链多方合力推进下，固态电池产业化近期取得长足进展，2027年量产装车逐步成为产业共识，车企、电池厂有关 产品密集发布。从现阶段全固态电芯样品的性能参数来看，固态电池要从实验室走向量产线，技术上仍面临电芯大型化瓶颈，当前全固态电池样品单体电芯大小普遍在20Ah左右，距离60Ah及以上的车规级水准尚有差距。成本方面，除了高价原材料亟待降本之外，全固态电池的技术、工艺与设备面临调整革新，良率、效率均与成熟阶段的液态锂离子电池相距甚远，造成初期高昂的制造成本。 全固态电池制造亟需设备到工艺的全面重构。全固态电池与液态锂离子电池中，各层的粘合逻辑和材料兼容性都存在根本性差异，其技术革新的核心问题主要在于： （1）固态电解质膜完全取代液态电解液和隔膜，传统涂布、压合设备需彻底改造； （2）固态电池的固固界面需精密处理以解决缝隙和阻抗问题，对辊压、叠片等设备要求提升；（3）硫化物固态电池对生产环境要求极高，产线露点控制和安全要求提高。 李梦强limengqiangorientseccomcn 执业证书编号：S0860517100003 杨雨浓yangyunongorientseccomcn 执业证书编号：S0860524090005 朱洪羽zhuhongyuorientseccomcn 执业证书编号：S0860525010001 设备是规模量产的基石，有望成为降本突破口。通过拆解固态电池核心制造工艺，我们发现：干法工艺不仅是电池降本的有效手段，也是天然适配全固态电池的制片 固态电池发展方向探讨：详解硫化物电解 20240722 的界面复合问题；叠片在固态电池装配工艺中有望成为主流，而设备精度要求大幅提升。纤维化设备、辊压机、等静压机、高精度叠片机等关键设备的开发对固态电 质路线：新技术系列报告（三）半固态装车元年已至，下一代电池技术蕴 20240227 池实现规模量产至关重要，且需要电池材料设备企业协力合作。参照2027年的量 藏机遇：新技术系列报告（二） 产装车节点，有关企业或于2526年建立稳固合作，形成绑定关系。 工艺；等静压的材料致密化能力或可迁移至固态电池中，改善孔隙率与电极电解质 六氟历史经验映射下的硫化锂降本路径与投资机会：新技术系列报告（四） 20250327 投资建议与投资标的 全固态电池作为最具前景的下一代电池技术之一，获得全产业链的共同关注与合力布局，方向性与趋势性明确。而当前工艺设备成熟度不足成为固态电池产业化的主要桎梏之一，掌握核心设备供应能力的厂商有望受益。在2027年量产装车的目标指引下，20252026年或为战略配置窗口期，建议关注布局关键设备，与客户紧密合作或已获得订单实现交付的设备企业：纳科诺尔832522，未评级、宏工科技301662，未评级、先导智能300450，未评级、利元亨688499，未评级、曼恩斯特301325，未评级。 风险提示 固态电池产业化进度不及预期、技术路线革新风险、政策支持力度不及预期、下游需求不及预期。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 固态电池瓶颈：工艺与成本的双重挑战4 制造：工艺革新，设备铺路8 干法工艺：干电极助力降本，电解质成膜工艺创新8 等静压：致密化与界面问题的潜在解法11 叠片：全固态主流装配工艺，精度要求大幅提升13 设备企业相关布局15 投资建议17 风险提示18 图表目录 图1：Honda全固态电池示范生产线辊压工艺7 图2：Honda全固态电池示范生产线电芯组装设备7 图3：AMBatteries干电极技术与传统锂离子电池生产流程对比8 图4：川田机械制造高速流动混合机SM系列9 图5：克劳斯玛菲ZEBluePower双螺杆挤出机10 图6：全固态电池等静压示意图11 图7：Quintus冷等静压机12 图8：Quintus温等静压机13 图9：Quintus热等静压机13 图10：叠片工艺示意图14 表1：半固态电池产品公开性能参数4 表2：全固态电池产品公开性能参数6 表3：六种干电极技术优缺点及应用领域9 表4：辊压机参数对比10 表5：三种等静压技术对比13 表6：固态电池设备企业布局15 产业化挑战：工艺与成本 从实验室到量产线，电芯大型化仍面临技术难题。从已经发布的半固态固态电池产品性能参数来看，现阶段只有氧化物路线的半固态电池最接近商业化应用，而全固态电池样品的单体电芯大小普遍仍在20Ah左右，难以达到60Ah及以上的车规级容量。在全固态电池放大生产的工程化和产业化过程中，材料体系的稳定性、工艺的一致性、系统的安全性都会面临不同程度的挑战，良品率、生产效率及成本等问题都需纳入考量，其技术难度并非线性增加，而是指数级上升。如何制备大面积电解质薄膜、如何应对放大的固固界面问题等，都是亟待攻克的难题。 表1：半固态电池产品公开性能参数 企业名称固态产品电解质路 电芯大小 电芯能量密度循环寿命倍率快充安全性 线（Ah） （Whkg） 东风汽车第二代半固氧化物 350 上汽清陶“光年”第氧化物 360 12分钟续航 一代半固态聚合物 400km 第一代凝聚氧化物 350 第二代凝聚氧化物 450 第一代半固氧化物 40 320 1C1C千次循环 电池包在测试中的产气速率为 0008molAh，满 2C直充 态电池聚合物 态 宁德时代 态 聚合物聚合物 国轩高科 态软包电池 第一代半固态大圆柱电池 G垣准固态 聚合物 285 251500次；快充循环次数3000次，70 容量保持率 5C、120秒 连续功率放电能力，18分钟充满 足客户001molAh以下的要求 电池30046C通过3mm针刺测试 欣旺达 航空电池Gen1、Gen2 “顶流高能 聚合物复3203801000次合 可以通过严苛的15C倍率放电测试 通过穿钉和170热箱测试 中创新航 超级飞行电池” 350支持10C持 续性放电 极限温度耐受可达 200 蜂巢能源 半固态400 第二代果冻1502661800次22C 电池 孚能科技 第二代半固态电池 第三代半固态电池 氧化物3304000次3C 聚合物 氧化物4004000次 聚合物 亿纬锂能半固态聚合物503302000次 赣锋锂电第二代半固 态 氧化物400500420Whkg超 700次 通过200热箱和针刺测试 正力新能半固态大圆 4695氧化物复 300 1200次 1080S OC充电时间 90DOD 20分钟 柱 SHP800L 495306 合35 卫蓝新能 SHE360S 氧化物复合 111360600次 1080S OC充电时间 60分钟 1080S 源氧化物复 SHE360C合 氧化物复 1063501000次 OC充电时间 35分钟 SHS165 合 氧化物复 2801656000次 100DOD 8000次 05P SHS150 第一代高比 合45150 氧化物 05P 100DOD 太蓝新能源 能半固态第一代超快充半固态 聚合物1053301000次25C 氧化物1202551500次4C 聚合物 第二代无隔膜半固态 “猎鹰”半 氧化物25聚合物 1032次87容 量保持率 3C充电4C 放电 欣界能源 金羽新能 安瓦新能源 固态氧化物554808001000次4C “无际”高82545055010100次14C 能H版 “无际”长530380500次052C 循环C版 “无际”科250300750 研R版 “扶摇”半30034035C 固态 “万山”半1500次6C105C 固态 第一代半固280 态 合源锂创半固态350600通过国标及针刺测 试 Swift系列12352953207001000次1C3C 02C3C 恩力动力 Fleet系列3512375410400次 （35Ah） 02C5C （12Ah） 5分钟内从 辉能科技第三代锂陶 瓷电池 氧化物130359 5充至 60，85分 钟充至80 天能电池磐石40300常温1500次， 高温800次 数据来源：GGII，东方证券研究所 箱试验 吉利集团 全固态 硫化物 20 400 宁德时代 全固态 硫化物 20 500 表2：全固态电池产品公开性能参数 企业名称固态产品电解质 电芯大小 电芯能量密度循环寿命倍率快充性能安全性 路线 （Ah） （Whkg） 丰田 全固态 硫化物 比亚迪 全固态 硫化物 60 400 150周后容量保 可以通过针刺、 广汽集团全固态电池硫化物30400 持率90 裁切和200热 分钟快充能力130度的国标 欣旺达 第一代全固态 硫化物 20 400 通过200热箱和针刺测试 顺利通过针刺、剪切、热箱等测 孚能科技 全固态 硫化物 400 试，具备电芯层级的热失控自关断能力 SolidPower 全固态 硫化物 0260 Factorial Solstice 硫化物 40 450 2000次 金石”全固单次充电续航通过20项严苛 态电池硫化物 70 350 1000KM，具备6 热箱测试，高于 国轩高科“ 恩力动力 Kosmos全固硫化物350 态电池 无压力环境下数百次循环，容量保持率85 充电5分钟可增加 奇瑞汽车全固态电池氧化物400 氧化物 续航400公里，完全充满电仅需1518分钟 通过AI远程诊 长安汽车“金钟罩” 复合400 断，安全性提升 70 通过挤压、短路 合国标，不起火不爆炸 鹏辉能源第一代全固态氧化物20 280 600次 QuantumQSE5B氧化物5 301 5C 卫蓝新能高能量密度固氧化物 1631 270 8001000次 南都电源全固态氧化物203502000次 等安全测试，符 复合 ScapeSample 源态电池复合 电池 6分钟充至80 格测试 岚图汽车 第三代全固态 300 35C 中创新航 “无界”全固 50 430 辉能科技第四代锂陶瓷 氧化物3804分钟充至60， 不易燃且通过严 态 数据来源：GGII，东方证券研究所 工艺设备均未成熟，全固态电池制造成本高昂。在制造端，工艺革新意味着现有设备的调整升级、新设备的引进或定制开发、导入阶段缓慢爬坡的良率曲线，高昂的研发费用和设备价格都将显著抬高制造成本。本田在日本枥木县建设了一条全固态电池示范生产线，再现了量产所需的一系列生产工序，从电极材料的称量混炼，到涂装、辊压，再到电池的组装、化成以及模块的组装，其投资额高达430亿日元（约人民币20亿元）。若参考2018年前的早期锂离子电池产线，该固态电池产线的产能规模可能不会超过1GWh，高额的初始投资导致固态电池的单位固定成本极高。对比之下，目前成熟锂电量产线的单线产能可高达10GWh，单位投资强度约2亿元GWh，可见全固态电池在制造端存在巨大降本空间。 图1：Honda全固态电池示范生产线辊压工艺图2：Honda全固态电池示范生产线电芯组装设备 数据来源：本田官网，东方证券研究所数据来源：本田官网，东方证券研究所 工艺革新，设备铺路 全固态电池制造面对三大难关，亟需设备到工艺全面重构。全固态电池与液态锂离子电池看似都是分层结构，但每一层的粘合逻辑和材料兼容性都存在根本性差异，其技术革新涉及三大问题： （1）电解质革命：全固态电池需用固态电解质膜完全取代液态电解液和隔膜，传统涂布、压合设备需彻底改造；（2）界面工程挑战：液态电池的液态电解质与电极自然浸润，无需复杂界面处理