固态电池制造设备行业专题报告：因“材”施“造”.docx

行业报告：行业深度研究

机械设备

因“材”施“造”——固态电池制造设备行业专题报告

证券研究报告2025年1月27日

作者：

分析师朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001

行业评级：强于大市（维持评级）

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摘要

固态电池产业化进度加速，材料较传统液态锂离子电池发生较大变化。传统液态锂离子电池存在能量密度较低、易燃易爆、低温易衰减等缺点，伴随着eVTOL、人形机器人以及汽车远距离续航等需求的催化，固态电池有望加速落地。电解质方面，传统液态电池主要采用液态作为电解质材料，而固态电池则采用固态电解质如硫化物、氧化物、聚合物以及卤化物实现锂离子输送、内部电流传导，其中氧化物目前进度较快，但硫化物或为未来行业主流。正极材料沿着传统锂镍锰材料向更高能量密度出发。负极方面则出现较大变化——纯硅/纯锂及硅氧复合负极有望取代传统石墨材料。

固/液态电解质制造工艺差异大，设备复用率仅20%-60%。固态电池制造设备与目前最先进的锂离子液态电池制造设备相似度仅20%-60%。前段极片制造工艺上，固态电池引入干法电极技术，采用干法合浆、涂布取代传统湿法技术，额外增加涂布与辊压以实现电解质膜制备。中段电芯合成工序上，固态电池采用叠片+极片胶框印刷+等静压技术取代传统卷绕，并删除注液。后段封装工序上，化成走向高压。

标的推荐、建议关注：纳科诺尔、先导智能、曼恩斯特、利元亨

风险提示：研发不及预期，产业化进度不及预期，技术路线变化风险等

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固态电池介绍

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1.1固态电池介绍

固态电池：与传统锂离子电池在基本电化学机制上相同，最大区别在于电解质材料。固态电池与锂离子液态电池原理上均通过正负极之间锂离子的嵌入和脱嵌来实现电能的存储和释放。二者的关键区别在于固态电池的电解质材料，不同于锂离子电池中的液态电解质，固态电池采用的是固态电解质，并剔除隔膜，且正负极会掺混固态电解质。

传统液态电池的主要问题在于：1）能量密度较低：液态电池难以突破350Wh/kg的极限，目前主流的磷酸铁锂电池的能量密度在200Wh/kg以下，三元锂电池的能量密度在200-300Wh/kg之间，无法满足重大发展的需求，限制了多场景的应用；2）液态电解质易燃易爆：液态电解质中的有机溶剂具有易燃性、高腐蚀性，在过度充电、内部短路等异常时电解液发热，有自燃甚至爆炸的危险；3）低温衰减：在低温条件下，电解液的粘度增加，导致锂离子的迁移速率降低，进而影响电池的充放电效率；同时电解液的电导率也会随着温度的降低而显著下降，这进一步加剧了电池性能的衰减。

相比较而言，固态电解质取代了液态电池的液态电解质，缩减了电池包质量和体积，实现了更高的能量密度、更高的安全性以及在乃至-60℃条件下仍能保持优异放电容量和循环寿命表现，是行业公认的动力电池未来发展方向。

图：固态锂电池与传统液离子液态电池结构对比图：锂电池发展趋势

4资料来源：《固态电池在新能源汽车中的应用》曾雅楠等，天风证券研究所

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1.2固态电池结构及材料选择介绍

固态电池结构：负极+电解质+隔膜（可消除）+电解质+正极。

负极：负责嵌入从正极材料中脱出的锂离子，使得电子通过外部电路流向负极，实现整个电池充电过程，放电则反之。可选择的材料包括：硅类、石墨、钛酸锂及锂金属。

正极：负责脱出锂离子，使得电子通过外部电路流向负极，实现整个电池充电过程，放电则反之。可选择的材料包括：磷酸铁锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元等。

隔膜及电解质：电解质起到输送锂离子、传导内部电流的作用，而隔膜负责起到分离正负极的作用，短期来看仍需要隔膜，未来固态电解质可以充当隔膜的角色，从而消除隔膜。可选择的材料包括：硫化物、氧化物、聚合物以及卤化物。

图：固态锂电池结构

结构

负极

电解质

隔膜（可消除）

电解质

正极

可选材料

锂金属

氧化物

氧化物

氧化物

LFP

硅

硫化物

硫化物

硫化物

NMC

石墨

聚合物

聚合物

聚合物

NCA

钛酸锂

卤化物

卤化物

卤化物

硫

高压阴极

注：正负极仅列出部分可选材料

5资料来源：《Solid-StateBatteryRoadmap2035+》，天风证券研究所

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