固态电池与液态电池最本质的区别在于电解质形态,固态电池采用固体电解质,解决了液态电池能量密度低、安全性差、低温衰减等问题,具有更高的能量密度和安全性。固态电池产业化初期,设备商将优先受益。
目前固态电池产业化进度如下:
- 半固态电池已实现小批量量产,应用于高端消费电子领域。
- 动力和储能领域,半固态电池开始规模化应用,全固态电池预计2027年实现小批量上车,储能领域商业化应用预计到2030年。
固态电池技术路线:
- 固体电解质路线包括氧化物、硫化物、聚合物和乳化物,其中硫化物路线性能最好,但稳定性较差。
- 负极和正极材料体系将逐步演进,从第一代的硅碳负极/高镍三元正极,到第二代的硅碳/金属锂负极/超高镍/镍锰酸锂正极,再到第三代金属锂负极/超高镍正极。
国内外固态电池产业化进度:
- 国内:工信部拨60亿研发专项,支持宁德、比亚迪等六家企业,计划2026年实现中试,2027年实现小规模量产。
- 海外:丰田、本田已公开全固态电池生产线,三星SDI、LG等布局硫化物路线,计划2027-2030年实现量产或商业化。
设备商受益分析:
- 固态电池设备产业化前期,设备商将优先受益。
- 单机瓦时设备投资额目前较高,预计未来2-3亿较为合理。
- 设备重点增量环节:前道(干法/湿法设备)、中道(叠片/等电压设备)、后道(高压化成分容设备)。
设备类型及变化:
- 前道:新增干法混合/纤维化设备、辊压机、转运设备等。
- 中道:叠片设备从分段叠片改为一体化叠片,等电压设备实现界面致密化。
- 后道:化成分容设备压力增大至60-80吨。
国内设备商布局:
- 先导:具备整线交付能力,客户包括海外整车厂和电池厂,与宁德达成战略合作。
- 银河:主要布局前中道设备,已向头部企业发货。
- 曼斯特:主要布局前道干法设备。
- 纳克诺尔:主要布局辊压设备,研发等电压设备。
- 零激光:布局软包电池钢壳焊接设备。
- 华雅:子公司冠鸿智能布局滚压设备,与海西通讯合作。
- 利元亨:与广汽埃安合作硫化物产线。
- 先惠:布局前道干法辊压复合一体机,与清陶合作。
- 红光:布局前道单面混料纤维化设备,与宁德时代合作。
研究结论:
目前固态电池设备产业化处于0到1阶段,中试线客户关系突破至关重要。设备商应积极关注头部客户进展,争取更多订单,为后续大规模扩产奠定基础。