再读固态电池投资机会——固态电池工艺与设备

本报告导读： 动力锂电《固态电池正负极&集流体发展方向》2025.08.26动力锂电《上汽半固态装车10万级，半/全固态或情绪联动》2025.07.26动力锂电《海外固态电池进展积极，产品性能持续突破》2025.07.08动力锂电《固态电池产业迭代开启，0到1加速迈进》2025.06.30动力锂电《全固态电池正进入从0到1》2025.06.23 固态电池凭借高安全性、高能量密度等优势，在政策和需求驱动下，未来发展明确。当前，设备、材料、电池企业全固态电池研发竞速，我们预计25-26年将有阶段性进展持续落地。固态电池产业化，设备先行，设备端有望率先收益。 投资要点： 全固态电池要实现大规模放量，配套专用设备需先行。固态电池发展过程中，材料端路线不断更新推进，部分路线已在实验室实现，但产业化进程还有较长的路要走，设备端是固态电池实现产业化的重要因素。固态电池材料端发生变化，与之对应的生产工艺需要进行定制配套，电极、电解质、封装等调整，中后段加压、烧结、注液、卷绕等也需调整，其中电解质膜制造尤为关键。 中试线逐步落地将带来新型设备的高确定性。全固态电池的生产工艺较现有的存在一定差异，且具有较高的技术壁垒，前段侧重于“干”，涉及到辊压机、干法一体机等设备；中段侧重于“叠”，涉及到全自动叠片机；后段侧重于“压”，涉及到高压化成设备。随着各大企业陆续进入中试阶段，且随着技术逐步成熟，新型设备有望加速放量。 产业进展：半固态电池已量产装车，预计2027年全固态电池实现量产装车。目前，车端半固态电池已实现上车，8月发布的名爵MG4搭载半固态电池，定价10万级，半固态电池进入主流价格带。多家车企、电池厂加速全固态电池研发，宝马、奔驰等车企已开启全固态电池路测，全固态电池产业化进程加速，我们预计2027年全固态电池实现量产装车。 风险提示。技术进步不及预期；行业竞争加剧。 目录 1.投资建议..........................................................................................................32.安全与性能要求日益提高，固态电池应运而生...........................................32.1.新能源需求迅速增长，对安全性和能量密度提出更高要求.................32.2.政策与需求双重驱动，固态电池技术落地势在必得............................53.设备：固态电池产业化，专用设备先行.......................................................73.1.前段：干法电极设备成为前段工艺增量核心........................................83.2.中段：叠片工艺有望占据主导地位........................................................93.3.后段：高压化成保证固态电解质的界面稳定性..................................103.4.进展：设备端研发调配提速，固态电池量产可期..............................104.产业进展：半固态电池已量产装车，预计2027年全固态电池实现量产装车125.风险提示........................................................................................................14 1.投资建议 我们认为固态电池凭借着在安全性、能量密度等方面的优势，将成为未来高性能电池重点的发展方向，在消费电池、新能源汽车、低空等领域有着广阔的市场空间。当前主要分化出了两条主要路线，短期来看氧化物半固态路线相对成熟，和现有电池体系设备兼容度较高，已产业化落地，有望放量。但由于氧化物固态电解质存在离子电导率较低的缺陷，众多企业布局了潜力更大的硫化物全固态路线，其兴起将给新型材料和设备带来庞大的增量市场。前瞻布局固态电池及关键材料与设备的企业受益，推荐标的：宁德时代、国轩高科、豪鹏科技、容百科技、当升科技、星源材质、厦钨新能、三祥新材，相关标的：冠盛股份、天铁科技、英联股份、天奈科技、纳科诺尔、曼恩斯特、宏工科技、远航精密。 注：收盘价截止2025年8月28日；其中，宁德时代、国轩高科、豪鹏科技、容百科技、当升科技、星源材质、厦钨新能、三祥新材盈利预测来自各公司最新覆盖报告，冠盛股份、天铁科技、英联股份、天奈科技、纳科诺尔、曼恩斯特、宏工科技、远航精密盈利预测来自Wind一致预期。 2.安全与性能要求日益提高，固态电池应运而生2.1.新能源需求迅速增长，对安全性和能量密度提出更高要求 电池能量密度持续攀升，液态锂电池性能逐渐达到上限。随着新能源汽车产业的迅速发展，汽车续航能力要求提升，从而推动对动力电池能量密度的追求持续攀升。根据我国汽车产业中长期发展规划，2025年电池系统将实现300Wh/kg的突破，而关于传统液态锂电电池理论能量密度上限约350Wh/kg，逐渐接近上限。研发和应用具备更高能量密度的动力电池作为传统锂电池的替代品成为必然趋势。 传统电池安全问题引发关注，新材料体系降低风险。传统液态电池电解液由电解质、有机溶剂和添加剂组成，工作温度通常不能超过60℃，否则作为易燃物的有机溶剂可能高温燃烧，尤其在航空航天、电动汽车、储能电网等关键领域，电池安全问题更亟待解决。除此之外，电池充放电中不可避免存在锂枝晶的生长，可能刺破电池隔膜造成短路，进一步引发电池失控风险。相较液态电池，固态电池使用固态电解质，本身不具备可燃性，可少用或不用有机溶剂，有效减少副反应发生，漏液风险小；同时，固态电解质能够抑制锂枝晶生长，大大减少了短路和自燃风险，显著提升了电池安全性。 数据来源：《中国科学基金》，锂离子动力电池热失控机理及热管理技术研究进展 依据电解液液体含量分类，锂电池可分为液态、固态混合态和全固态三大类。固态锂离子电池的工作原理与液态锂离子电池相似，固态锂离子电池主要由正极、负极以及固态电解质组成，最本质区别是将液态电池的电解液与隔膜替换成固态电解质，实现不用或者少用隔膜及电解液。 数据来源：院士科创发展 与主流液态锂电池相比，固态电池主要体现为： a）固态电解质本身不可燃，抑制锂枝晶生长提高安全性。1）液态电池常见液体溶剂如EC和DMC都是易挥发易爆的化学物，而固态电池使用固态电解质，本身不具备可燃性，可以不用或者少用有机溶剂，有效减少副反应发生，漏液风险小；2）固态电池的固态电解质本身绝缘可以充当隔膜作用；3）锂枝晶在固态电解质中减慢生长，大大降低了电池短路和自燃的风险。 b）固态电池可搭配更高能正负极活性材料，极大提升能量密度上限。1）液态锂电池电解液在高电压下极易氧化分解，且易与负极发生反应，固态电池电化学稳定性窗口宽，可能搭配负载5V电压，适配硅基（4200 mAh/g）、金属锂（3860 mAh/g）等负极材料；2）液态锂离子电池中隔膜和电解液合计占据了电池近40%体积和20%质量，固态电池对其使用的减少实现减重。3）固态电池电芯可以实现先串联后并联组装的方式一次组装成型，固态电解质的安全性可以减少系统热管理系统需求，成组效率大幅提升，更有效利用空间。 c）回收方便。由于固态电池本身没有或者仅有少量液体，在回收时处理相对方便。 2.2.政策与需求双重驱动，固态电池技术落地势在必得 电池安全将成为未来电池发展的的重点方向。近期发布的GB38031-2025《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强调电动汽车电池的安全性。新国标将于2026年7月正式实施。新国标首次将“不起火、不爆炸”设为强制要求。传统锂离子电池由于有电解液问题，较难满足规定，下一代更加安全的电池技术落地迫在眉睫。应用固态电解质可以更好地满足新国标对于安全性的要求。 利好政策密集出台，产业化进程有望加速。2020年，中国国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，提出要加快固态动力电池技术研发及产业化。2024年3月，工信部等四部门发布《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》，提出要加快推动400Wh/kg级航空锂电池产品投入量产，实现500Wh/kg级航空锂电池产品应用验证。2024年，我国投入约60亿元用于支持全固态电池研发，目标2027年实现全固态电池小 规模装车示范。2025年4月，工信部发布《2025年汽车标准化工作要点》，提出要推动制定及发布固态电池等标准子体系，加快全固态电池等标准研制，为固态电池产业发展提供政策指引。上海、珠海等地也已陆续出台相关政策，助力产业发展。目前，固态电池领域已形成“中央政策定调+地方试点推进”的立体化支持体系，产业化进程有望加速。 动力电池市场规模逐年快速攀升。根据EVTank，2024年全球锂离子电池出货达1545.1GWh，其中动力电池1051.2GWh。根据中汽协乘联会，2025年第一季度中国新能源车的产量和销量分别为318.2万辆和307.5万辆，同比分别增长50.4%和47.1%，依旧保持较快增长。固态电池技术符合新能源汽车对于长续航、高安全性的需求，潜在市场空间巨大。 数据来源：动力电池联盟，国泰海通证券研究 低空经济的发展将明显带动固态电池需求。低空经济2024年首次写入政府工作报告，明确为“新增长引擎”；全国超20省份或地市积极响应，发布低空经济三年行动方案。当前传统液态电池不能满足低空装备的能量密度和安全性。低空经济对飞行器的能量密度和安全性要求进一步提升，有力促进固态电池的产业化进程。 数据来源：OFweek电子工程网 3.设备：固态电池产业化，专用设备先行 全固态电池要实现大规模放量，配套专用设备需先行。固态电池发展过程中，材料端路线不断更新推进，部分路线已在实验室实现，但产业化进程还有较长的路要走，设备端是固态电池实现产业化的重要因素。固态电池材料端发生变化，与之对应的生产工艺需要进行定制配套，电极、电解质、封装等调整，中后段加压、烧结、注液、卷绕等也需调整，其中电解质膜制造尤为关键。 数据来源：翟喜民等《全固态电池生产工艺分析》，SchnellJ,etal.All-solid-statelithium-ionandlithiummetalbatteries-pavingthewaytolarge-scaleproduction，国泰海通证券研究 中试线逐步落地将带来新型设备的高确定性。全固态电池的生产工艺较现有的存在一定差异，且具有较高的技术壁垒，前段侧重于“干”，涉及到辊压机、干法一体机等设备；中段侧重于“叠”，涉及到全自动叠片机；后段侧重于“压”，涉及到高压化成设备。随着各大企业陆续进入中试阶段，且随着技术逐步成熟，新型设备有望加速放量。 3.1.前段：干法电极设备成为前段工艺增量核心 干法工艺区别于湿法，无需溶剂即可实现活性物质与固态电解质均匀结合。传统湿法工艺需要对电极材料、粘结剂、导电剂等颗粒进行搅拌-匀浆-涂布-烘烤至完全烘干后进行辊压密实。而新型干法工艺需要将电极材料、粘结剂、导电剂等进行纳米化均匀混料-改性至纤维化-压膜复合后通过高压、高精度的辊压机设备辊压后得到干法电极/电解质膜。 干法工艺在固态电池体系中具有更大优势。传统湿法工艺通过高温蒸发液相实现涂层，浆料涂层在厚度方向上会有活性物质浓度梯度分布，因此活性物质不均匀。同时湿法高温蒸发产生温度梯度和液相蒸发，会带来收缩应力导致电极材料开裂，结合力变差，这些不利因素不利于固态工艺。干法通过更高均匀的分散和高压辊压实现更好的均匀性和界面。同时，干法还可以防止硫化物和液体接触副反应。硫化物对水分敏感，生产环境需惰性气氛保护，设备投入较大，干粉辊压