新质生产力专题报告三:全球GWh级量产或在即,从设备端来看固态电池产业链变化和未来演进
华源证券·2026-02-24 16:46

报告行业投资评级 * 报告未明确给出对固态电池行业的整体投资评级 [1][2][3] 核心观点 * 全球全固态电池产业化进程加速,预计在2027年前达到GWh级量产,2027-2028年在电动汽车领域开始千辆级示范应用,2030年前后有望实现真正商业化 [6][9] * 固态电池产业正加速形成“材料-设备-制造-应用”全链条协同创新格局,2026年或将成为产能释放关键窗口期 [2][6] * 固态电池制造工艺变革将催生新的核心设备需求,特别是前段和中段设备价值量占比显著提升,预计2026年全球固态电池设备市场规模将达到120亿元,2030年或将超过千亿元 [2][31][35][51] * 北交所多家设备公司已在固态电池关键设备领域取得技术突破和产业化进展,有望深度参与并受益于全球固态电池产业化进程 [2][54][64][65][69][74][76] 发展:全球全固态电池有望在2027年前达到GWh级量产 * 上游材料端:正极延续高镍三元体系并探索富锂锰基材料,负极从硅基负极向锂金属负极演进,电解质从液态向固态迭代 [2][6] * 中游制造端:头部企业通过半固态量产验证与全固态中试线布局构建技术护城河,2026年是产能释放关键窗口期 [2][6] * 下游应用端:高端新能源汽车及高价值场景(如人形机器人、储能)需求拉动产业链技术融合与成本优化 [6] * 技术路线与产能:2025年头部企业(宁德时代、比亚迪)规划产能占比较大,技术路线以氧化物/硫化物全固态为主,面向高端车用市场;第二梯队(卫蓝、清陶)聚焦半固态电池,适配消费电子及特种场景 [2][20][21] * 量产时间表:根据宁德时代高管意见,固态电池2027年或实现小规模量产,供应链成熟需3-5年,2030年前后或实现真正商业化 [2][9] * 技术演进阶段:电动汽车用固态电池量产或将经历三个阶段,电芯能量密度目标从第一代(2025-2027年)的200-300Wh/kg,提升至第三代(2030-2035年)的500Wh/kg [18] * 专利格局:全固态电池技术专利布局量前四名为日本(46.7%)、中国(19.1%)、韩国(10.3%)和美国(6.8%),丰田公司以1011件专利排名第一 [10][11][13] 工艺:电解质成膜工艺是关键 * 半固态电池工艺迭代聚焦与现有软包工艺兼容,主要有两条技术路线:一是隔膜涂覆固态电解质层、正极掺混固态电解质以降低电解液用量;二是增加原位固化工艺,通过电解液凝胶化降低液相组分 [2][22] * 原位固化工艺可分为热固化、电化学固化、紫外线固化三类,其中热固化设备能与传统产线热压设备兼容,后两者只需调整化成工艺并增加对应设备,对现有产线影响较小 [2][22] * 电解质成膜工艺是固态电池生产流程的关键,直接影响固体电解质膜的厚度和离子电导率 [2][22] * 聚合物固态电池:可通过干法和湿法工艺制备复合固态正极和聚合物电解质层,易于制备大电芯,但存在成膜均一性难控制、难以兼容高电压正极材料等问题 [23] * 硫化物固态电池干法工艺:优势包括节省去溶剂成本及周期、无溶剂影响、性能更稳定;劣势包括制备大容量电池困难、电解质层较厚、需要高平压压强(10t/cm²)等 [25][27] * 氧化物固态电池干法工艺:以德国RWTHPEM工艺为例,涉及球磨制备材料、高频溅射法将电解质溅射到正极表面、高温烧结、电子束蒸发法分布负极等步骤 [28][30] 设备:新增干法电极制备、等静压等设备需求 * 设备市场规模:2024年全球固态电池设备市场规模为40亿元,其中半固态38.4亿元,全固态1.6亿元;预计2026年将达到120亿元,2030年或将超过千亿元 [2][51][53] * 设备价值量分布变化:相比传统液态电池,固态电池前段设备价值量占比从31%提升至35%-40%,中段从40%提升至40%-45%,前中段合计占比达80%;后段设备价值量占比从29%左右降至20%-25% [2][35] * 核心新增/升级设备:全固态电池生产引入了干法电极制备、等静压及高压化成等技术,需新增干法混合机、纤维化设备、热复合设备、胶框印刷机、高精度叠片机、等静压机、高压化成分容机等,并对搅拌机、涂布机、辊压机等现有设备进行精细化升级改造 [2][32][33] * 搅拌机:固态电池干法搅拌对设备密封、防潮及惰性气氛环境要求严苛,相较于湿法搅拌在压实密度与能量密度上具有显著优势 [36][38] * 辊压机:作为前道干法工艺核心设备,应用场景拓展至电极成膜、热复合等环节,用量和性能要求提升;2022年纳科诺尔以23%市场份额位居中国锂电辊压机市场首位 [39] * 热复合设备:用于将固态电解质膜与正负极片复合成“三明治”结构,提升界面结合力与电解质均匀性 [42] * 叠片机:“叠片+软包”是较适合全固态电池的封装方式,热复合叠片机是当前主流选择,效率可达200-300ppm [43][44] * 等静压设备:是解决固1固界面接触难题的核心工艺,分为冷等静压、温等静压和热等静压,其中温等静压(工作温度上限180°C,压力约300~600MPa)在效率与性能间实现较好平衡 [47][74] 北交所固态电池设备产业链重点公司业务更新 * 纳科诺尔:2025Q1-Q3营收6.95亿元,归母净利润5686.74万元 [55][56];其联营企业清研纳科自主研发的国内首台高速宽幅(固态)干法电极设备(幅宽800mm,速度最高50m/min)已交付国内头部主机厂 [2][57][62];公司自主研发的温等静压设备设计压力达600MPa,正加快验证测试 [2][64];锂带压延设备、固态电解质转印设备也已取得进展并交付客户 [64] * 灵鸽科技:2025Q1-Q3营收1.18亿元,归母净利润722.15万元 [66][68];与固态电解质领先企业合作提供氧化物固态电解质全自动计量配料系统 [2][69];截至2025年10月,中标国内头部客户固态硫化物系统项目 [2][69];截至2025年11月,硫化物固态电解质试验线已成功交付,中试线正在交付中 [2][69] * 利通科技:2025Q1-Q3营收3.46亿元,归母净利润6613万元 [70][72];公司温等静压设备(直径380mm,有效容积600L,工作温度上限180°C)可提升固体电极与固态电解质界面致密性 [2][74] * 武汉蓝电:2025Q1-Q3营收1.03亿元,归母净利润3936.76万元 [76][78];公司研发的面向固态电池的高精度测试设备,可实现微小电流下的稳定测试 [2][79]

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