看好（維持）李夢強limengqiang@orien執業證書編號：S08605171000六氟歷史經驗映射下的硫化鋰降本路徑與2025-03-27李夢強limengqiang@orien執業證書編號：S08605171000六氟歷史經驗映射下的硫化鋰降本路徑與2025-03-27投資機會：——新技術系列報告（四）固態電池產業化機遇之工藝與設備國家/地區l固態電池產業化面臨工藝與成本的雙重挑戰。在產業鏈多方合力推進下，固態電池產品密集發布。從現階段全固態電芯樣品的性能參數來看，固態電池要從向量產線，技術上仍面臨電芯大型化瓶頸，料亟待降本之外，全固態電池的技術、工藝與設備面臨調整革新，良率、成熟階段的液態鋰離子電池相距甚遠，造成初期高昂的l全固態電池制造亟需設備到工藝的全面重構。全固態電池與液態鋰離子電池中，各楊雨濃yangyunong@層的粘合邏輯和材料兼容性都存在根本性差異，其技術革新的核心問題主要在于：執業證書編號：S0860524090005（1）固態電解質膜完全取代液態電解液和隔膜，（2）固態電池的固-固界面需精密處理以解決縫隙和阻抗問題，對輥壓、疊片等設執業證書編號：S0860525010001備要求提升3）硫化物固態電池對生產環境要求極高，產線露點控制和安全要求l設備是規模量產的基石，有望成為降本突破口。通過拆解固態電池核心制造工我們發現：干法工藝不僅是電池降本的有效手段，也是天然適配全固工藝；等靜壓的材料致密化能力或可遷移至固態電池中，改善孔隙率與電極/電解質固態電池發展方向探討：詳解硫化物電解2024-07-22的界面復合問題；疊片在固態電池裝配工藝中有望成為主流，而設備精度要求大幅質路線：——新技術系列報告（三）提升。纖維化設備、輥壓機、等靜壓機、高精度疊片機等關鍵設備的開發對固態電半固態裝車元年已至，下一代電池技術蘊2024-02-27池實現規模量產至關重要，且需要電池-材料-設備企業協力合作。參照2027年的量藏機遇：——新技術系列報告（二）l全固態電池作為最具前景的下一代電池技術之一，獲得全產業鏈的布局，方向性與趨勢性明確。而當前工藝設備成熟度不足成為固態電池作或已獲得訂單/實現交付的設備企業：納科諾爾(832522，(301662，未評級)、先導智能(300450，未評級)、利元亨(6884有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。2目錄 4 8 8 13 3 7 7 8 9 10 12 13 13 14 4 6 9 10 13 15有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。4產業化挑戰：工藝與成本從實驗室到量產線，電芯大型化仍面臨技術難題。從已經發布的半固態/固態電池產品性能參數來看，現階段只有氧化物路線的半固態電池最接近商業化應用，而全固態電池樣品的單體電芯大小業化過程中，材料體系的穩定性、工藝的一致性、系統的安全性都會面臨不同程度的挑戰，良品率、生產效率及成本等問題都需納入考量，其技術難度并非線性增加，而是指數級上升。如何制備大面積電解質薄膜、如何應對放大的固固界面線（Wh/kg） 態態 池 分鐘充滿 航空電池-合 率放電測試池” 態有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。5柱源合≤20分鐘合≤60分鐘 合≤35分鐘 合合 源 能H版 研R版 源態 試 （3.5Ah） 數據來源：GGII，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。6（Wh/kg）倍率/快充性能 “金鐘罩” 5源 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。7態數據來源：GGII，東方證券研究所工藝設備均未成熟，全固態電池制造成本高昂。在制造端，工藝革新意味著現有設備的調整升級、新設備的引進或定制開發、導入階段緩慢爬坡的良率曲線，高昂的研發費用和設備價格都將顯著抬高制造成本。本田在日本櫪木縣建設了一條全固態電池示范生產線，再現了量產所需的一系列生產工序，從電極材料的稱量/混煉，到涂裝、輥壓，再到電池的組裝、化成以及模塊的組裝，其電池產線的產能規模可能不會超過1GWh，高額的初始投資導致固態電池的單位固定成本極高。數據來源：本田官網，東方證券研究所數據來源：本田官網，東方證券研究所數據來源：本田官網，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。8工藝革新，設備鋪路全固態電池制造面對三大難關，亟需設備到工藝全面重構。全固態電池與液態鋰離子電池看似都是分層結構，但每一層的粘合邏輯和材料兼容性都存在根本性差異，其技術革新涉及三大問題：（1）電解質革命：全固態電池需用固態電解質膜完全取代液態電解液和隔膜，傳統涂布、壓合設備需徹底改造2）界面工程挑戰：液態電池的液態電解質與電極自然浸潤，無需復雜界面處理，而固態電池的固-固界面需精密處理以解決“干面包硬拼”的縫隙和阻抗問題，對輥壓、疊片等設備要求提升3）嚴苛環境控制：很多固態電池的技術路線對生產環境要求極高，如硫化物路線對濕度、氧氣極度敏感，遇濕即釋放毒氣，且易爆炸，產線露點控制要求提高。因此設備是固態電池走向規模量產的基石，也是未干法工藝是一種在無水或極少量溶劑參與的情況下進行材料處理和加工的技術，早期主要被用于超級電容器制備。在電極生產中主要是將正/負極活性物質、導電劑與粘結劑混合后，直接噴涂到集流體上，或者通過不同的工藝制成自支撐膜后與集流體復合，避免了傳統濕法工藝中溶劑的使用和后續處理帶來的問題，如溶劑回收、干燥等環節，從而提高了生產效率，降低了能耗和環境干電極核心優勢在于低成本，特斯拉主導推行。從干法制備電極的工藝流程來看，相較于傳統鋰離子電池制程大大縮短，不需要使用溶劑及其相關的蒸發、回收和干燥設備，能耗也顯著降低，因此對電池制造降本增效具有積極意義。根據美國干電極設備供應商AMBatteries，采用其干法特斯拉將干電極技術作為其降本關鍵策略之一，積極推進正負極雙干法工藝生產大圓柱電池，為整個行業帶來了示范效應，也進一步催化了干法工藝的普及。對于硅基負極而言，干法電極工藝也被視為解決其循環性能和倍率性能瓶頸的有效手段之一。特斯拉的專利信息顯示，該公司正嘗試利用干法工藝，實現碳納米管或石墨等導數據來源：AMB官網，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。9干法制膜產業化工藝路線聚焦，粘結劑原纖化成為主流。干法制膜的工藝分為六種不同類型：粘高剪切力將粘結劑纖維化，使其將活性物質與導電劑緊密結合，形成具有強度的自支撐電極膜。日本豐田、美國AMB所推崇的靜電噴涂法，主要利用帶電粉末在電場作用下均勻沉積至集流體上，再通過熱壓使粘結劑融化固定、擠壓成自支撐膜。盡管靜電噴涂法在技術成熟度上較高，但其在粉末厚度控制和均勻性方面存在更多局限性，其制備的電極膜在耐久性和柔韌性上不及原纖化法。因此行業普遍認為，粘結劑原纖化法在性能穩定性和可加工性上表現更優，逐漸成為主流積數據來源：徐桂培等《干法電極技術在超級電容器和鋰離子電池中的研究進展》，東方證券研究所粘結劑的纖維化是干電極工藝核心環節，核心設備包括氣流粉碎機、螺桿擠出機和強力混合機。粘結劑原纖化的效果受設備和工藝參數的影響，其完善程度直接關乎后續成膜的穩定性以及黏結備的剪切力和溫控能力要求極高，核心設備包括氣流粉碎機、螺桿擠出機和強力混合機。其中氣數據來源：川田機械制造（上海）公司官網，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。數據來源：克勞斯瑪菲官網，東方證券研究所輥壓是成膜環節關鍵工序，干法工藝設備要求提升。輥壓的核心目標是將膜片厚度減薄至滿足疊片或連續收卷需求，同時提升膜片的張力與強度，實現工業化生產。輥壓是保證電極厚度均勻一致的關鍵步驟，干法電極工藝對輥壓設備的性能提出了更高要求，特別是在工作壓力、輥壓精度和均勻性方面。由于干法電極缺乏液態溶劑的潤濕作用，顆粒間結合力較弱，因此在輥壓過程中需要通過更大的外部壓力來實現顆粒的緊密壓實。此外，輥壓精度和膜厚均勻性對電極的成品率、輥壓機的成膜性能及生產效率是決定干法工藝能否實現量產的核心要素。干法輥壓的速度和壓力直接影響極片的壓實密度。行業領先水平的壓實密度目標為：負極壓實>1.6g/cm3,三元正極壓實>3.5g/cm3,鐵鋰正極壓實>2.5g/cm3。在生產效率方面，成膜的速度和寬度是關鍵因素。清研納科提出，負極成膜速度需達到>80米/分鐘，正極成膜速），（mm）（mm）（m/min）(μm）(℃) ±1≤±3 ±3≤±3±2±230（機械速度）±2數據來源：納科諾爾招股說明書，各公司官網，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。干法工藝是硫化物固態電池剛需，所有路線固態電池優選。由于硫化物固態電解質對空氣和水分高度敏感，干法工藝成為其量產的必要條件。而其他電解質路線固態電池也逐步傾向于使用干法電極工藝：干法工藝的無溶劑特性與固態電解質的設計理念相符，基于干法電極與共燒結的致密化工藝創新，有望將電極/電解質孔隙率壓縮至<5%，界面接觸電阻顯著降低，而在濕法工藝中若沒有適當的輥壓處理，溶劑蒸發可能會導致電極的平均孔隙率高達56固態電池設備開發側重高壓致密化與電極/電解質復合。在傳統液態電池中，電極孔隙通過解液的浸潤形成連續的離子傳輸通道，然而固態電池中固態電解質的剛性特征使其難以充分填充高孔隙結構，因此固態電池中孔隙率需控制在5%以下，才能保證鋰離子的快速傳導。同時，固態電池中電極/電解質界面的物理接觸質量遠遜于液態體系，界面阻抗成為性能的主要限制因素。為了解決上述問題，高壓致密化工藝、電解質&極片復合工藝成為固態電池制造的關鍵工藝，設備開發的重點落在增強電解質/電極緊密復合和電極致密化，提升界面等靜壓是一種先進的材料致密化技術。等靜壓技術是將待壓件的粉體置于高壓容器中，利用液體或氣體介質不可壓縮和均勻傳遞壓力的性質從各個方向對加工件進行均勻加壓，使粉體各個方向上受到的大小一致的壓力，從而實現高致密度、高均勻性坯體的成型。在這過程中，材料的特性與尺寸、形狀、取樣方向無關，而與材料的成型溫度、壓力有關。等靜壓技術本身是一項成熟的技術，在陶瓷、粉末冶金等領域已有廣泛應用。在固態電池中，傳統熱壓、輥壓方案提供壓力有限且施加壓力不均勻，難以保證致密堆積的一致性要求，進而影響電池性能。而等靜壓技術可以有效消除電芯內部的空隙，提升電芯內組件界面之間的接觸效果，進而增強導電性，提高能量密數據來源：翟喜民等《全固態電池生產工藝分析》，東方證券研究所按成型和固結時的溫度高低，等靜壓機主要分為冷等靜壓機冷等靜壓是目前最常用的等靜壓成型技術。冷等靜壓機在常溫下運行，無需加熱裝置，一般由加壓站、冷卻系統、缸體（鋼筒）、框架、上端塞（頂蓋）、控制柜等組成。通常利用液體（例如水或油或乙二醇混合液體）為壓力介質，利用橡膠和塑料作包套模具材料，相比熱等靜壓，可對有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。粉末施加更高的壓力（100-630MPa可為下一步燒結、煅造或熱等靜壓等工序提供具有足夠強度的“生坯”，并可在燒結之前對其進行較為精細的機械加工，顯著減少燒結后制品的加工量。在固態電池應用領域，有研究人員利用冷等靜壓技術制備石榴石基超薄柔性復合固態電解質膜，另有研究人員采用冷等靜壓-高溫固相法制源公司也曾公開專利，利用冷等靜壓機采用新型硫化物固態數據來源：Quintus官網，東方證券研究所溫等靜壓存在一定調控難度，海外企業有所布局。溫等靜壓機利用液體或氣體作為工作介質，在密閉容器中通過增壓系統逐步加壓，使得被加工的物體在各個表面受到相等的壓強，并在模具限制下完成成型過程。與冷等靜壓機相比，溫等靜壓機在工作過程中會加熱介質或工件，以達到特定的溫度條件，從而促進材料的致密化、擴散或相變等過程。工作溫度一般不超過500℃,壓強范圍可達300MPa左右。但是溫等靜壓的溫度和壓力的精準控制，同時工作缸內均溫性也難以得到保證。據報道中采用了水壓和輥壓工藝的溫等靜壓機。瑞典高壓設備專業供應商Q熱等靜壓適用性好但成本較高。熱等靜壓機需要以較為昂貴的氬氣、氮氣、氦氣等惰性氣體或其他混合氣體作為壓力介質，向制品（粉體或已經成型的樣品）施加各向同等壓力（100~200MPa）的同時利用加熱爐對制品施加1000~2200℃態電池生產中，熱等靜壓機能夠確保電池組件在高壓和高溫下受到均勻的壓力，從而產生高度均勻的材料，提高電池的整體性能；可控性強，通過調節壓力和溫度等參數，可以精確控制固態電池的致密化和界面接觸過程，滿足不同應用場景的需求；適用范圍廣，熱等靜壓機適用于不同材有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。數據來源：Quintus官網，東方證券研究所數據來源：Quintus官網，東方證券研究所數據來源：Quintus官網，東方證券研究所標準額定溫度(°C）中數據來源：MarmDixit等《TheRoleofIsostaticPressinginLarge-ScaleProductionofSolid-StateBatteries》，東方證券研究所疊片工藝是全固態電池的主流裝配方案。全固態電池需在無液態介質條件下實現固態電解質層與電極層的緊密貼合，無機電解質由于韌性和延展性較差無法適用傳統液態電池中常見的卷繞工藝，而疊片工藝可以通過正極、固體電解質膜和負極的簡單堆疊實現電池各組件的集成，從工藝成熟度、成本、效率等方面考慮，是最適用于全固態電池的裝配工藝。當前，豐田、QuantumScape等頭部企業均以疊片工藝為核心推進全固態電池量產。因此在固態電池中段設備中，疊片機有望固態電池對疊片設備提出嚴苛要求。一方面，疊片壓力需要精準控制，既要保證相鄰極片之間的貼合度，又要避免固態電解質產生微裂紋，直接導致電池短路。另一方面，在壓合過程中，容易出現固態電解質膜與電極膜之間因橫向作用力而發生相對偏移的問題，且疊片過程中，正負極邊沿處容易因壓合作用而出現彎折接觸而導致短路的情況。因此固態電池用疊片設備需要具備更高有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。數據來源：翟喜民等《全固態電池生產工藝分析》，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。設備企業相關布局設備開發依賴電池-材料-設備企業的協同。在工藝和裝備端，當前最大挑戰是全固態電池的材料技術路線未確定，工藝路線亦未確立，因此全固態電池企業-材料企業-設備企業間的協同重要且迫切。設備開發必須緊密結合材料特性和電池廠的具體需求，現階段以定制化為主，可能會導致備、高壓化成分容等）跳動，實現成膜的高度一致性，溫度均勻性≤±0.5℃,處于行業領先水平20μm以下的薄膜涂布實現0.1秒/片的高效疊片速度和≤±兼容，性能可滿足Gwh量產需求，未 有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。VC混合機） 壓；輥壓厚度精度±2μm 層的負極制程等） 態電池，價值4億左右的量產訂單 與深圳清研電子達成戰略合作，于 （璞泰來） 數據來源：各公司官網，各公司公告，GGII，東方證券研究所有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。投資建議當前固態電池產業化面臨材料成本高企和工藝設備成熟度不足兩大核心難題。在設備端，通過拆解固態電池核心制造工藝，我們發現：干法工藝不僅是電池降本的有效手段，也是天然適配全固態電池的制片工藝；等靜壓的材料致密化能力或可遷移至固態電池中，改善孔隙率與電極/電解質的界面復合問題；疊片在固態電池裝配工藝中有望成為主流，而設備精度要求大幅提升。纖維化設備、輥壓機、等靜壓機、高精度疊片機等關鍵設備的開發對固態電池實現規模量產至關重要，穩固合作，形成綁定關系。建議關注布局關鍵設備，與客戶緊密合作或已獲得訂單/實現交付的設備企業：納科諾爾(832522，未評級)、宏工科技(301662，未評級)、先導智能(300450，未評級)、利元亨(688499，未評級)、曼恩斯特(301325，未評級有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。風險提示固態電池產業化進度不及預期：全固態電池目前仍然面臨著尚未完全解決的離子電導率問題、固固界面問題和循環性能問題等，現階段成本高昂也阻礙其走向大規模應用，產業化時間節點存在技術路線革新風險：動力電池主流技術路線及其迭代方向可能發生變化，如果出現更具應用潛力政策支持力度不及預期：固態電池在技術推廣初期需要政策的方向性指引與支持，若政策支持力下游需求不及預期：固態電池能否規模應用最終取決于下游需求，從推廣難度來看，消費電子、飛行器等市場有望率先接受新技術，但從需求量來看，車用市場仍將占據主要部分，若新能源車尤其是高端新能源車銷量不及預期，將影響固態電有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。每位負責撰寫本研究報告全部或部分內容的研究分析師在此作以下聲明：分析師在本報告中對所提及的證券或發行人發表的任何建議和觀點均準確地反映了其個人對該證券或發行人的看法和判斷；分析師薪酬的任何組成部分無論是在過去、現在及將來，均與其在本報告發布日后的12個月內行業或公司的漲公司投資評級的量化標準存在潛在的利益沖突情形；亦或是研究報告發布當時該股票的價值和價格分析存在重大不確定性，缺乏足夠的研究依據支持分析師給出明確投資評級；分析師在上述情況下暫停對該股票給予投資評級等信息，投資者需要注意在此報告發布之前曾給予該股票的投資評級、盈利行業投資評級的量化標準：未評級：由于在報告發出之時該行業不在本公司研究覆蓋范圍內，分析師基于當時對該行業暫停評級：由于研究報告發布當時該行業的投資價值分析存在重大不確定性，缺乏足夠的研究依據支持分析師給出明確行業投資評級；分析師在上述情況下暫停對該行業給予投資評級信息，投資者需要注意在此報告發布之前曾給予該有關分析師的申明，見本報告最后部分。其他重要信息披露見分析師申明之后部分，或請與您的投資代表聯系。并請閱讀本證券研究報告最后一頁的免責申明。本報告僅供本公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告的全體接收人應當采取必要措施防止本報告被轉發給他本報告是基于本公司認為可靠的且目前已公開的信息撰寫，本公司力求但不保證該信息的