新闻中心

固态电池设备行业:固态电池产业化渐行渐近,设备端迎发展良机


1.1. 固态电池使用固态电解质替代液态电解质,大幅提高性能

固态电池是使用固态电解质的电池。根据《固态电池技术发展现状述》(张春英等,2023),锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜 四部分组成,其中电解质起到输送锂离子、传导内部电流的作用。按照液态 电解质占电芯材料混合物的质量分数分类,电池可细分为液态(25%)、半固 态(5%~10%)、准固态(0%~5%)和全固态(0%)四大类,其中半固态、准固态 和全固态 3 种统称为固态电池。固态电池中的固态电解质取代了液态电池 的液态电解质、隔膜,缩减了电池包质量和体积,且不易起火燃烧,锂枝晶 难以穿透电解质膜(SEI),具有较高的安全性,是行业公认的动力电池未来 发展方向。

固态电池解决液态电池痛点,成为最有前景的电池新技术。根据《固态 电池研究及发展现状》(洪月琼等,2023),固态电池因有望解决目前动力电 池能量密度低和安全隐患两大痛点,成为最有前景的电池系统。固态电池具 备能量密度高、安全、循环寿命长和应用温度范围宽等优势。

氧化物、硫化物和聚合物是目前常见的三大类固态电解质。根据《固态 电池技术发展现状综述》(张春英等,2023),氧化物、硫化物和聚合物是目 前常见的三大类固态电解质,各类固态电解质的性能表现各有所长,在离子 电导率方面,部分硫化物可以和液态电解质媲美,而氧化物凭借良好的力学 性能和电化学稳定性成为较好的材料选择。根据《面向未来发展的动力和储 能电池电解质材料研发进展:从液态走向固态》(王若等,2024),复合固态 电解质拥有较好的综合性能。首先,与其他固体电解质相比, 复合固态电解 质通常具有较高的离子导电率与锂离子迁移数, 这意味着它们能够支持更 高的电池充放电速率。其次,复合固态电解质还可以通过结构设计和材料选 择来实现优异机械强度和稳定性, 从而提高电池的循环寿命和安全性能. 此外,由于复合固态电解质可以灵活调控成分和结构, 因此可以实现对电池 性能的定制化优化, 以满足不同应用场景的需求. 综合考虑这些因素, 复合 固态电解质在未来固态电池技术的发展中具有巨大的潜力, 可能成为下一 代高性能电池的关键组成部分之一。

全固态电池的产业链涵盖了从原材料的开采到最终应用的各个环节。根据前瞻产业研究院,固态电池产业链与液态锂电池大致相似,上游包括原 料矿产、机械设备以及基础材料,两者主要的区别在于负极材料和电解质的 种类,正极材料方面几乎一致。根据亿欧智库,技术的不断进步和产业化的 加速推进,预示着全固态电池未来将在多个领域发挥重要作用。电池制造商 是主导研发、推动产业化发展的核心力量,锂电池巨头重点把控电池设计、 组装和测试等关键环节。全固态电池未来应用领域广泛,有望在消费领域率 先落地。

固态电池的产业化面临诸多挑战。根据《固态电池研究及发展现状》 (洪月琼等,2023),固态电池要迎接的挑战之一是接触面即固固界面问题。 固态电池中的界面既有物理接触,也有化学接触。传统锂电池的离子在液体 中和电极接触,而固态电池的电解质和电极都为固体,接触面的浸润程度变 低,充放电过程中容易因反应而使接触电阻升高,热量增大。此外放电时, 正极活性物质与固体电解质的界面会形成电阻膜,导致输出密度降低,因此 需要在界面处采取涂层等措施。此外负极金属锂、硅碳的产业化,固态电解 质诸多问题的解决等也是固态电池量产商业化面临的众多挑战。根据前瞻 产业研究院,固态电解质离子输运机制、充放电体积膨胀问题、多场耦合体 系失控失效机制为固态电池发展面临的三大核心技术问题,解决这些问题 是创制新型固态电解质材料、优化固态电池物理化学性能、推动固态电池发 展的必经之路。

1.2. 国内外政策加力支持,固态电池迈入发展快车道

国内外主要国家和地区均大力支持固态电池产业发展。根据亿欧智库, 全球电池产业快速发展的背景下,各国政府纷纷出台政策以促进本国电池 产业的繁荣。中国在这一领域的政策支持尤为显著,不仅发布时间较早而且 在推动固态电池等先进技术发展方面态度明确,为未来电池产业的发展方 向提供了强有力的指引。根据前瞻产业研究院,我国高度重视先进电池技术 创新及产业发展。 “十四五”时期,我国启动了新能源汽车重点专项、储 能与智能电网重点专项等重大项目,支持固态电池技术开发,明确固态电池 为重要发展目标。

固态电池量产渐行渐近,市场规模有望快速增长。根据亿欧智库,2026- 2028 年是不同技术路线全固态电池实现量产的关键阶段,其中硫化物路线 有望在 2026 年率先实现量产。2029 年之后,随着全固态电池价格下降,固态电池产业将进入成熟期的结构调阶段。预期 2030 年全固态电池产业规模 超 1000 亿元,固态电池产业规模超 1800 亿元。


电池巨头纷纷入局,多家电池企业宣布量产计划。根据前瞻产业研究 院,固态电池产业化建设已取得实质进展,多家固态电池企业宣布了其量产 计划,例如,中创新航全固态电池技术能量密度达 430wh/kg,预计 2028 年 量产、鹏辉能源预计 2026 年将正式建立产线并批量生产。

2. 技术迭代,设备先行,固态电池设备迎发展机遇

2.1. 全固态电池制造工艺将发生变化,催生新的设备需求

全固态电池的设备和生产工艺将发生显著变化。根据起点固态电池公 众号,固态电池的关键工艺包括干法电极制备技术、电解质转印涂布技术、 等静压成型技术等,这些关键工艺相比传统的液态锂电池有巨大变化,目前 大多处于实验室验证或者小试阶段,距离工艺成熟和量产设备还有相当大 的差距。根据《Advanced lithium-ion battery process manufacturing equipment for gigafactories: Past, present, and future perspectives》(Atiyeh Nekahi 等, 2025),固态电池相较于液态电池在前段和中段制造环节均新增了部分工序。

2.2. 前段工序:主要变化在于干法电极和固态电解质膜制备

电极和电解质的制备可使用湿法和干法工艺,干法成膜技术与固态电 池更为适配。根据《电极和相关材料的干法制备技术》(李庆盈等,2023), 锂液态电池的主流量产技术依赖于湿法涂布技术,通过将浆料湿涂在集流 体上得到电极,该技术存在的缺点包括:1)成本高、污染大,易造成能源 浪费。电极浆料混合过程需要大量使用 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),而 NMP 价格昂贵(增加成本)且有毒(污染环境)。因此,在大规模生产的干燥过 程中,必须建立一个回收装置来收集和再处理蒸发掉的 NMP,极片烘干过 程产生额外的热能损耗无法避免。2)不适用于硫化物全固态电池。固态电 解质,尤其是硫化物固态电解质,对水和极性有机溶剂(如醇和酰胺溶剂) 极为敏感。因此,只能使用非极性或弱极性溶剂(如二甲苯和甲苯),这就 降低了固态电解质的离子导电性,并限制了粘合剂的选择,因为很少有粘合 剂能与之匹配。干法制膜技术是指通过物理或化学方法将粉末状的活性材 料、导电剂和少量或无粘结剂混合并成型为自支撑或非自支撑的薄膜,作 为锂电池的正极、负极或固态电解质。

湿法工艺制备固态电解质膜主要有三种技术路线。根据《硫化物固态 电解质膜的制备技术与挑战》(孙德业等,2025),根据薄膜成型时采用的基 底材料的种类不同, 可将湿法成膜技术分为三种。第一种湿法成膜技术是将 SE 浆料直接涂覆到辊压后的复合正极膜基底上, 经过干燥后, 对正极固态 电解质膜的复合结构再次进行辊压, 以实现固态电解质膜的致密化;第二种 湿法成膜技术是将电解质的浆料涂覆到支撑物上成膜, 之后再将电解质膜 转移到复合电极或单独使用;第三种湿法成膜技术则是将电解质浆料浇筑 到带有骨架支撑的结构上。根据骨架支撑结构的组分不同,可以分为高分子 骨架和无机固态电解质骨架。

根据《干法成型电极技术的研究进展》(刘凝,2024),干法制膜技术主 要包括粉末压缩、粉末喷涂和粘结剂纤维化等。 粉末压缩:根据《超薄硫化物固态电解质膜的研究与开发进展》(余灿 文等,2025),粉末压缩通过球磨将聚合物黏结剂与硫化物电解质干混合, 然后冷 (热) 压形成厚度为 60~100μm 的复合电解质膜。这种方法制备薄膜 弹性模量低、柔韧性差、易开裂,受使用模具尺寸限制。 粉末喷涂:根据《干法成型电极技术的研究进展》(刘凝,2024),粉末 喷涂是直接将干粉喷涂在基材上。通过向喷嘴针头施加高压,流体化的干粉 颗粒带电。带电后,干粉颗粒将会在电场力的作用下沉积在接地的集流体上。 该方法能够实现①电极与集流体之间的良好接触和②消除蒸发溶剂所需要 的等待时间。同时,电极的载量和形貌也得到了控制。

粘结剂纤维化:根据《电极和相关材料的干法制备技术》(李庆盈等, 2023),粘结剂原纤维化通常需要以下步骤:首先根据一定比例将电解质粉 末(锂盐等)、添加剂与粘结剂混合;然后对混合材料进行机械作用,使粘 结剂在高速剪切作用下形成纤维状结构,实现纤维化;混合物还需经过高温 热处理以维持最优良的纤维化状态,最后经过密炼后辊压成膜并根据需要 进行裁切等后处理,制备成所需的固态电解质膜。经过该方法制备电解质膜 层中粘合剂以纳米级纤维形式均匀分布,从而大大降低了由粘合剂引起的 阻抗。此外,采用后续机械压延工艺可有效压缩电解质膜的孔隙率,减小电 极内部的电子/离子传导接触电阻并抑制电池长周期充放电过程中因锂金属 枝晶生长引起的内部短路。综上,通过机械作用实现粘结剂的纤维化和网络 交联制备固态电解质的干法膜制技术,被认为是实现高性能全固态电池的 关键工艺途径之一。

2.3. 中段工序:叠片成为主流,引入等静压工艺

叠片是最适合固态电池的制备工艺。根据高工锂电公众号,对于传统的 液态电池,卷绕工艺由于发展时间长、成本低、效率和良率高、产业配套成 熟,是动力电池制备的主流工艺。然而对于固态电池,由于固态电解质脆, 易断裂,不论是氧化物、硫化物还是卤化物,叠片成为全固态电池量产更为 可行的技术路线。根据《固态电池行业研究及其投资逻辑分析》(韩熙如等, 2024),与液态电池生产相比,固态电池无需注入电解液,从工艺成熟度、 效率、成本等方面考虑,叠片是最适合固态电池的制备工艺。可将电极单元 直接堆叠串联,无需内部极耳,从而提高制造效率,降低包装成本。根据《全 固态电池生产工艺分析》(翟喜民等,2022),固态电池叠片工艺分为分段叠 片和一体化叠片。分段叠片沿用液态电池叠片工艺,将正极、固体电解质层 和负极裁切成指定尺寸后按顺序依次叠片后进行包装;一体化叠片是在裁 切前将正极,固体电解质膜和负极压延成 3 层结构,按尺寸需求将该 3 层 结构裁切成多个“正极-固体电解质膜-负极”单元,并将其堆叠在一起后 进行包装。


等静压技术基于帕斯卡原理,可对零件或坯料进行压实。根据电动中 国公众号,等静压工艺为粉末冶金领域的一种技术,已有近百年的历史。根 据温度不同,等静压工艺可分为冷等静压、温等静压和热等静压。等静压法 的主要原理是帕斯卡原理(静止的液体或气体在容器内施加的压力,会均匀 地分布在整个容器内部并沿所有方向传递),在密封容器中,以高压流体为 介质,将其产生的静压力均匀的向各个方向上传递,使其中的粉末或待压实 的烧结坯料(或零件)形成高致密度坯料(或零件)。

等静压技术成为解决固态电池多方面问题的关键方法。根据 Quintus Technologies,固态电池的商业化过程中面临着一些挑战,包括组件中残留 的孔隙率、颗粒接触不充分以及充放电过程中电池体积的变化。固态电池量 产中面临的两大难题,一是孔隙率陷阱,即实验室中表现优异的固态电池, 量产时因电极层间残余孔隙率导致离子传输受阻,内阻飙升。数据显示,残 余孔隙率是固态电池内阻(阻抗)高的主要成因。硫化物基固态电池经温等 静压处理后,孔隙率显著降低,离子晶界阻抗大幅下降;二是传统压延工艺 失效,单轴辊压虽具备连续加工能力,却难以突破致密化极限——电极复合 材料密度最高仅达 85%,且伴随颗粒破裂、集流体变形等致命缺陷。Quintus 温等静压技术在 500MPa、85℃条件下可使电极密度提升至 95%,从根本上 解决界面接触难题。

等静压技术助力固态电池实现性能提升。根据 Quintus Technologies, 等静压技术在固态电池加工中带来的优势包括降低内部电阻、延长循环寿 命、提高库仑效率和灵活的电池尺寸和几何形状。此外,在量产中随着等静 压机容积的提升,成本会出现显著下降,例如 100L 容积的小压机加工成本 达到 0.5 欧元/Wh,但 2000L 容积的大压机成本预估为 0.04 欧元/Wh。

2.4. 后段工序:采用高压化成优化电池性能

化成是其中不可忽视的一环,它对锂电池性能的影响至关重要。根据 维科网锂电公众号,化成是锂电池注液后对电池的首次充电过程。该过程可 以激活电池中的活性物质,使锂电池活化。同时,锂盐与电解液发生副反应,在锂电池的负极侧生成固态电解质界面(SEI)膜,该层膜可阻止副反应进 一步的发生,从而减少锂电池中活性锂的损失。SEI 的好坏对锂电池的循环 寿命、初始容量损失、倍率性能等有着很大影响。 固态电池需采用高压化成优化电池性能。根据胜创智能公众号,固态 电池的化成过程需要较高的压力,通常为 60-80 吨。这是为了优化电池性 能,解决固-固界面接触问题,并促进离子传导通道的形成。高压化成有助 于消除界面空隙,增大有效接触面积,降低界面阻抗,从而实现强制锂离子 穿透固固界面屏障,形成离子导通网络。

2.5. 封装形式:软包封装与固态电池较为适配

方形为当前动力电池的主流封装形式。根据 GGII 数据,2024 年我国装 机的动力电池以方形封装形式为主,其占比高达 96.74%,而软包仅占比 1.21%。

软包封装的形式与固态电池适配度高。根据《固态电池软包封装的剖析 及展望》(曲凡多,2025),软包封装主要依赖铝塑膜作为封装材料,其结构 一般由外层尼龙层、中间铝箔层以及内层热封层组成。尼龙层提供了良好的 机械强度和耐磨损性,能够保护电池在外部环境中的物理完整性;铝箔层具 备出色的阻隔性能,可有效阻挡氧气、水分等对电池内部的侵入,防止电池 内部发生不必要的化学反应,确保电池的稳定性;内层热封层则能够在封装 过程中实现良好的密封效果,保证电池内部环境的相对独立性。在技术适配 性方面,软包封装结构特性与固态电池具备适配优势,如铝塑膜各层保障电 池性能,且软包封装能适应固态电池体积变化,缓解散热劣势;在工艺适配 性方面,叠片式堆叠与热压复合工艺契合固态电池需求,软包铝塑膜封装工 艺可提升电池稳定性。

众多固态电池企业积极布局固态电池软包封装方向。根据《固态电池 软包封装的剖析及展望》(曲凡多,2025),孚能科技固在固态电池产品化开 发中采用了叠片软包的电池制备艺技术路线;宁德时代虽然在多种电池封装形式上都有涉足,但也在积极探索软包封装在固态电池中的应用潜力;比 亚迪在固态电池研发过程中,也在考虑软包封装的适配性;长安金钟罩全固 态电池也是采用软管包封装形式。此外还有赣锋锂电、清陶能源等也布局软 包固态产品及相关配套。

3. 投资分析

3.1. 纳科诺尔

公司为国内锂电辊压设备领先企业。根据公司 2024 年年报,公司一直 致力于为电池生产企业和有高精度辊压需求的企业提供高精度、高稳定性、 操控便捷的成套设备,主要客户涵盖国内外知名电池生产企业,主要从事业 务包括锂离子电池极片辊压机、辊压分切一体机及其相关服务以及应用于 新能源电池新工艺、新材料的辊压或者成型设备等。公司重视固态电池领域 的布局,在干法电极领域,公司与清研电子共同投资设立的合资公司清研纳 科在干法电极装备领域掌握了多项关键技术,并已经陆续推出干法电极设 备四辊、五辊、六辊、八辊、十辊等系列产品,客户测试反馈良好。在固态 电池领域,公司通过与国内外固态电池相关科研院所及客户的深入交流,开 发了锂带压延、电解质成膜、转印等设备,为固态电池材料、工艺的发展奠 定了坚实的基础。2024 年 10 月,为提升公司在固态电池设备领域的研发实 力,加快推进固态电池的产业化。公司与四川新能源汽车创新中心有限公司 就合作开发固态电池产业化关键设备与工艺等达成一致,签署了《科研战略 合作框架协议》。

3.2. 宏工科技

公司为物料自动化处理产线及设备主要供应商之一。根据公司 2024 年 年报,公司主要从事物料自动化处理业务,致力于为下游锂电池、食药化塑 等行业提供一站式的物料自动化处理解决方案。主要产品涵盖物料自动化 处理产线及设备。公司积极布局下一代电池工艺设备,推动固态电池产业化 进程。在固态电池设备方面,公司成功跻身为行业领军企业固态电池上料、 输送及搅拌工序的核心供应商行列,并与多家客户签订了数千万元的固态 电池产线及设备订单;在干法电极设备方面,公司与清研电子达成了战略合 作,并于 2024 年 12 月携手共创合资公司清研宏工。清研宏工将整合宏工 科技在物料自动化领域的深厚积淀和清研电子在干法电极领域领先的技术 优势,为电池制造行业提供领先的干法电极前段工序自动化解决方案,专注 于干法电极前段工序制造设备的研发与市场开拓。