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limengqiang@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860517100003 杨雨浓yangyunong@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860524090005 朱洪羽zhuhongyu@orientsec.com.cn 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 2024-07-22 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 2024-02-27 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25-26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） 2025-03-27 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，2025-2026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） （Wh/kg） 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 1C/1C千次循环 电池包在测试中的产气速率为 0.008mol/(Ah)，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 25℃1500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0.01mol/(Ah)以下的要求 —— 电池————300——4-6C通过3mm针刺测试 欣旺达 航空电池-Gen1、Gen2 “顶流高能- 聚合物复——320~3801000次合 可以通过严苛的1.5C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2.2C—— 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——400~500420Wh/kg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 10%~80%S OC充电时间 —— @90%DOD ≤20分钟 柱 SHP800L ——49.5306—————— 合35 卫蓝新能 SHE360S 氧化物复合 111360600次 10%~80%S OC充电时间—— ≤60分钟 10%~80%S 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 @100%DOD 8000次 0.5P—— SHS150 第一代高比 合45150 氧化物+ 0.5P—— @100%DOD 太蓝新能源 能半固态第一代超快充半固态 聚合物1053301000次2.5C—— 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55480800-1000次4C—— “无际”高——8~25450~55010~100次1~4C—— 能H版 “无际”长——5~30380500次0.5~2C—— 循环C版 “无际”科——2~50300~750—————— 研R版 “扶摇”半————300~340——3-5C—— 固态 “万山”半——————1500次6C/10.5C—— 固态 第一代半固————280—————— 态 合源锂创半固态————350~600————通过国标及针刺测 试 Swift系列——12~35295~320700~1000次1C/3C—— 0.2C/3C 恩力动力 Fleet系列——3.5~12375~410400次 （3.5Ah） 0.2C/5C—— （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%，8.5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） （Wh/kg） 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 0.2~60 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15~18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 —— —— QuantumQSE-5B氧化物5 301 —— 5C —— 卫蓝新能高能量密度固氧化物 16~31 270 800~1000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 —— 3~5C —— 中创新航 “无界”全固 —— 50 430 —— —— —— 辉能科技第四代锂陶瓷 氧化物——380——4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