等静压机

搜索文档
电力设备行业深度报告:固态电池设备关键环节,前中段引领突破
万联证券· 2025-06-26 15:05
报告行业投资评级 - 强于大市(维持)[5] 报告的核心观点 - 与传统液态锂电池相比,固态电池具备高安全性、高能量密度优势,是锂电池产业升级重要方向,在国家政策支持、企业布局加速推动下,正进入快速发展阶段,产业化转折点即将到来,未来市场空间广阔,固态电池设备作为锂电池产业链上游环节,在量产进程中有望率先受益[1] 根据相关目录分别进行总结 常规锂电设备:前段中段设备价值占比高,涂布、卷绕机为核心设备 - 锂电生产工艺分前段制片、中段装配、后段测试三个环节,前段包括制浆、涂布等工序,中段包括模切、卷绕或叠片等工序,后段包括电芯化成、分容、分选等工序[2][12] - 我国锂电设备前段、中段、后段设备市场占比分别为44.05%、35.71%、20.24%,前段设备市场占比最高,前段中涂布机价值占前段设备约75%,中段关键设备卷绕机价值占比达70%,后段化成和分容设备合计占比70%,封装设备占比30%[2][15] - 我国锂电设备国产化率达90%以上,关键设备国产化率达98%以上,前段锂电设备企业有先导智能等,中段有先导智能等,后段有先导智能等[15] 固态电池设备:与常规锂电设备区别集中在前段和中段 - 固态电池使用固体电解质替代电解液和隔膜,主流技术路线有聚合物、氧化物、硫化物固态电解质,各有优劣和研究方向,制备核心包括电解质制备、界面工程和环境控制[18][19] - 工艺流程上,固态电池与传统液态锂电池最大区别在电解质成膜工艺、干法电极工艺和组装方式,设备配置上最大区别在前段和中段[22][26] 前段设备:干法电极有望应用,辊压设备是关键 - 干法电极是新型电极制备技术,与湿法工艺比,具备低成本、高效率、环保和能量密度提升优势,与固态电池制造工艺高度契合,制备分干混、干涂、压延、分切四个步骤,压延是核心工序,对辊压设备要求更高[3][28] - 干法电极设备用干混设备替换制浆机,用干涂设备替换涂布机,辊压设备性能、精度要求升级[26] - 干法工艺技术实现围绕纤维化法、静电喷涂法两条路线展开,特斯拉主要采用纤维化法,日本丰田、美国AMB主要发展静电喷涂法[39] 中段设备:固态电池适用于叠片,等静压机作用显著 - 固态电池存在“固 - 固”界面问题,传统辊压方式难以满足加压需求,等静压技术有望引入解决致密度和界面问题,可用于前段固态电解质层制备、极片成型以及中段固态电池电芯堆叠[45][47] - 等静压机分冷等静压机、温等静压机和热等静压机三大类,海外企业如韩国Hana Technology、瑞典Quintus Technologies进展领先,国内利元亨、纳科诺尔研发加速[53][54] - 常规锂电池组装方式有卷绕和叠片,卷绕工艺高效率、低成本,叠片工艺能提升电池安全性和能量密度,叠片组装更适配固态电池,能兼容多种固态电解质并适配高压致密化工序[56][58] 后段设备 - 固态电池后段工艺与常规锂电池差异较小,主要是设备性能参数升级,化成机、分容机升级为高压化成机、高压分容机,注液机取消[8] 企业布局:设备厂商加速布局,干法电极环节竞争激烈 - 固态电池量产将近,设备环节有望率先受益,设备厂商布局加速,核心布局环节包括整线装备、干法电极设备等[61][62] - 先导智能、利元亨掌握固态电池整线装备制造工艺,纳科诺尔、曼恩斯特、科恒股份等积极布局干法电极设备环节[8][62] 主要设备公司 先导智能:锂电设备龙头,全固态电池整线技术突破 - 公司是全球领先的新能源智能制造解决方案服务商,锂电池设备业务是主要营收来源,2024年锂电池智能装备全球市场份额22.4%,中国市场份额34.1%,近年营收先增后降[65] - 公司实现全固态电池领域整线关键技术突破,2024年推出全固态整线解决方案,固态电池设备及干法电极设备获客户认可和重复订单[66] 纳科诺尔:专注于辊压设备研发生产,积极开拓固态电池设备市场 - 公司是国内锂电池辊压设备龙头企业,辊压设备营收占比高,与国内动力电池前十企业有合作[67] - 公司在干法电极领域掌握多项关键技术,开发了锂带压延等设备,正进行高压成型、等静压等设备研发,河北总部固态电池联合实验室项目加快建设[69] 投资建议 - 固态电池产业化进程加速,带动设备需求增长,前段干法电极工艺有望应用,推动设备性能升级,中段有望引入等静压机,叠片设备渗透率有望提升,建议关注核心环节产品技术领先、布局完善、具备先发优势的设备厂商[9][70]
新技术系列报告(五):固态电池产业化机遇之工艺与设备
东方证券· 2025-05-20 12:44
报告行业投资评级 - 看好(维持) [9] 报告的核心观点 - 固态电池产业化面临工艺与成本双重挑战,虽近期取得进展,2027 年量产装车成共识,但技术上电芯大型化有瓶颈,成本上原材料需降本,技术、工艺与设备待革新,制造成本高昂 [9] - 全固态电池制造需设备到工艺全面重构,因与液态锂离子电池各层粘合逻辑和材料兼容性有根本差异,涉及电解质革命、界面工程挑战和严苛环境控制三方面问题 [21] - 设备是规模量产基石和降本突破口,干法工艺适配全固态电池制片,等静压可改善孔隙率与界面复合问题,叠片有望成装配主流,关键设备开发对规模量产至关重要 [9] - 建议关注布局关键设备,与客户紧密合作或已获订单/实现交付的设备企业,如纳科诺尔、宏工科技、先导智能、利元亨、曼恩斯特 [4] 根据相关目录分别进行总结 产业化挑战:工艺与成本 - 从实验室到量产线,电芯大型化有技术难题,现阶段全固态电池样品单体电芯普遍 20Ah 左右,距车规级 60Ah 及以上有差距,放大生产面临多方面挑战,技术难度指数级上升 [12] - 工艺设备未成熟,全固态电池制造成本高昂,制造端工艺革新使研发费用和设备价格抬高成本,本田示范生产线投资额高,产能规模可能不超 1GWh,单位固定成本高,与成熟锂电量产线有差距 [17] 工艺革新,设备铺路 - 全固态电池制造需设备到工艺全面重构,涉及电解质革命、界面工程挑战和严苛环境控制三方面问题,设备是规模量产基石和降本增效核心突破口 [21] 干法工艺:干电极助力降本,电解质成膜工艺创新 - 干法工艺早期用于超级电容器制备,在电极生产中避免溶剂使用和后续处理问题,提高生产效率,降低能耗和污染 [22] - 干电极核心优势是低成本,特斯拉主导推行,可缩短工艺流程,节省资本和运营支出,降低能耗和碳排放,对硅基负极有解决性能瓶颈作用 [23] - 干法制膜产业化工艺路线聚焦粘结剂原纤化和静电喷涂,粘结剂原纤化法性能稳定性和可加工性更优,成主流路线 [26] - 粘结剂纤维化是干电极工艺核心环节,核心设备有气流粉碎机、螺杆挤出机和强力混合机,其效果影响后续成膜和电池电化学性能 [28] - 辊压是成膜关键工序,干法工艺对辊压设备性能要求更高,辊压机成膜性能和生产效率是量产核心要素,行业有压实密度和生产效率目标 [32] - 干法工艺是硫化物固态电池刚需,其他电解质路线固态电池也倾向使用,可降低电极/电解质孔隙率和界面接触电阻 [34] 等静压:致密化与界面问题的潜在解法 - 固态电池设备开发侧重高压致密化与电极/电解质复合,需控制孔隙率和降低界面阻抗 [35] - 等静压是先进材料致密化技术,可消除电芯空隙,提升界面接触效果,增强导电性,提高能量密度,减少体积变化 [36] - 等静压技术分冷等静压、温等静压和热等静压三类,冷等静压常用,可用于制备固态电解质膜和电池;温等静压有调控难度,海外企业有布局;热等静压适用性好但成本高 [38][40][41] 叠片:全固态主流装配工艺,精度要求大幅提升 - 叠片工艺是全固态电池主流装配方案,因无机电解质不适用卷绕工艺,叠片工艺从多方面考虑最适用,叠片机有望取代卷绕机 [46] - 固态电池对叠片设备要求严苛,需精准控制叠片压力,避免电解质裂纹和极片偏移、弯折接触导致短路,设备需有更高精度和稳定性 [46] 设备企业相关布局 - 设备开发依赖电池 - 材料 - 设备企业协同,因材料和工艺路线未确定,现阶段设备定制化可能使企业形成强绑定关系 [49] - 多家设备企业有固态电池相关设备布局和客户进展,如先导智能有全固态整线解决方案等多种设备,获海内外订单;利元亨有多款设备,中标硫化物固态电池整线项目等 [50] 投资建议 - 建议关注布局关键设备,与客户紧密合作或已获订单/实现交付的设备企业,如纳科诺尔、宏工科技、先导智能、利元亨、曼恩斯特 [4][52]