【四海读报】20251027：固态电池设备行业深度报告

固态电池春山可望，工艺设备体系重塑

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1. 一段话总结

中国银河证券2025年10月27日发布的固态电池设备行业深度报告指出，固态电池因高能量密度（可达500Wh/kg以上） 、高安全性（抑制锂枝晶、无电解液泄漏风险） 成为锂电池终局形态，当前半固态电池已率先装车（如上汽智己L6、MG4），全固态电池预计2027年小规模装车、2030年量产；全固态电池工艺体系革新，前道干法工艺替代湿法涂布、中道胶框印刷+叠片+等静压替代卷绕+注液、后道高压化成分容替代传统化成，带动设备需求重构，新增干法电极、等静压等设备，单GWh设备投资额从4-5亿元降至2030年2-3亿元，预计2030年全球/中国全固态电池设备市场空间达320.59亿元/251.36亿元；投资建议关注传统锂电设备商（先导智能、杭可科技等）及干法设备商，同时需警惕产业化、技术研发不及预期等风险。

2. 思维导图（mindmap脑图）

3. 详细总结

一、报告基础信息

二、固态电池：锂电池终局形态，产业化加速推进

1. 核心优势：解决传统液态电池痛点

传统液态电池存在能量密度上限（约350Wh/kg）、热失控风险、低温性能差等问题，而固态电池通过固态电解质替代电解液+隔膜，具备三大核心优势：

• 高能量密度：优化正负极（富锂锰基正极、硅碳/锂金属负极）后，能量密度可达400-500Wh/kg，部分实验室样品突破700Wh/kg（如太蓝新能源车规级全固态电池720Wh/kg）。
• 高安全性：固态电解质（如硫化物）机械强度高，可抑制锂枝晶生长，无电解液泄漏、易燃风险，通过200℃热箱、穿刺等严苛测试（如欣旺达“欣·云霄2.0”）。
• 宽场景适配：-35℃至80℃宽温域工作（欣旺达产品），适配eVTOL高空低温、人形机器人复杂环境，同时支持高压化成（60-80吨压力）。

2. 技术路线：半固态先行，全固态聚焦硫化物

3. 需求驱动：新兴领域+政策支持

• 新兴领域需求：

  • 低空经济（eVTOL）：2030年中国市场规模60亿美元，eVTOL需电池能量密度≥350Wh/kg（如峰飞航空V2000CG用电池），头部电池厂（宁德时代、欣旺达）已推出专用半固态电池。
  • 人形机器人：2025年全球出货迈上万台台阶，当前续航多＜2小时，需能量密度300Wh/kg+的固态电池（孚能科技送样硫化物全固态电池，支持8-12小时续航）。

• 政策支持：中国设立60亿元全固态电池研发专项，《锂电池行业规范条件（2024年本）》要求固态单体电池能量密度≥300Wh/kg；日本、韩国、欧盟分别投资1205亿日元、20万亿韩元、32亿欧元推动技术研发。

三、全固态电池工艺革新：设备需求重构

1. 工艺对比：半固态兼容旧产线，全固态全面革新

2. 核心设备增量与升级

• 前道：干法设备成关键：

  • 干法混料机：实现活性材料、粘结剂（PTFE）干粉均匀混合，避免溶剂与硫化物反应。
  • 纤维化设备：通过高剪切力使PTFE形成纤维网络，提升电极机械强度（如曼恩斯特全陶瓷双螺杆纤维化机，寿命≥18000小时）。
  • 多辊压延机：14辊双面压延，膜厚精度±3μm（曼恩斯特设备），较传统单面工艺提升效率50%。

• 中道：等静压设备不可替代：

  • 原理：基于帕斯卡原理，全方位施压（最高600MPa），提升电极与电解质界面接触，降低孔隙率（＜5%）。
  • 类型：冷等静压（常温，成本低）、温等静压（150℃，适配硫化物），头部设备商如Quintus（瑞典）、四川力能。

• 后道：高压化成适配固-固界面：

  • 压力从传统3-10吨提升至60-80吨，强制固态电解质与电极塑性变形，形成低阻抗离子通道（杭可科技设备支持2-200T压力，精度±1%Rd）。

3. 软包封装：全固态电池的最优选择

全固态电池（硅碳负极）充放电体积膨胀率达300%，软包封装（铝塑膜）凭借高延展性（适配膨胀）、轻量化（较金属壳降重20%-40%）成为主流，宁德时代、LG新能源等已应用，封装工艺采用热压贴合（温度120-180℃，压力5-10MPa）。

四、市场空间测算：2030年全球超300亿元

1. 核心假设

• 渗透率：2030年全球动力电池/储能/人形机器人/eVTOL全固态渗透率分别为2.5%/1.5%/3.5%/3.5%；中国分别为3.5%/2.5%/5%/5%。
• 单GWh设备投资：从当前4-5亿元降至2030年2-3亿元（规模化降本）。
• 价值量占比：前道40%、中道40%、后道20%。

2. 全球与中国市场规模（单位：亿元）

五、投资建议与风险提示

1. 投资建议：聚焦两类企业

• 传统锂电设备龙头：具备整线交付能力，技术延续性强。

  • 先导智能：全球首条车规级全固态电池整线交付，覆盖干法、等静压、高压化成设备。
  • 杭可科技：后道高压化成分容设备领先，与头部电池厂合作中试线。

• 细分环节设备商：卡位干法、等静压等高附加值领域。

  • 纳科诺尔：干法成膜复合设备交付头部客户，合资公司清研纳科突破高速宽幅设备。
  • 曼恩斯特：全陶瓷纤维化机、14辊压延机性能行业领先，设备陆续交付。

2. 风险提示

1. 产业化进展不及预期：全固态电池仍面临界面接触（阻抗高）、材料成本（硫化物电解质贵）等问题，若2030年量产延迟，将影响设备需求。
2. 技术研发风险：若氧化物/卤化物路线替代硫化物，现有干法设备可能面临迭代。
3. 宏观经济与贸易风险：下游资本开支缩减（如车企、电池厂）或关税提升，影响设备出口（如美国FEOC法规限制）。

六、重点企业布局（不完全统计）

4. 关键问题

问题1：全固态电池相比传统液态电池，在工艺和设备上有哪些核心变革？这些变革对设备价值量有何影响？

答案：核心变革体现在前、中、后道全流程：

1. 前道：从“湿法涂布（制浆→涂布→烘干）”转向“干法工艺（干混→纤维化→辊压）”，取消溶剂回收环节，新增干混机（如宏工科技混合均质一体机）、纤维化设备（如曼恩斯特全陶瓷双螺杆机），升级辊压机（精度从±5μm提升至±1μm），解决硫化物电解质与溶剂反应问题，能耗降低40%。
2. 中道：从“卷绕+注液”转向“胶框印刷+叠片+等静压”，卷绕因折弯处掉粉、缝隙问题被淘汰，新增胶框印刷机（绝缘支撑，如利元亨一体机）、等静压机（600MPa，提升界面接触，如Quintus设备），叠片机升级至高精度动态压合（对齐度±0.1mm）。
3. 后道：从“低压化成分容（3-10吨）”转向“高压化成分容（60-80吨）”，新增高压化成设备（如杭可科技系统），同时软包封装替代硬壳（降重20%-40%）。

对设备价值量的影响：全固态电池单GWh设备投资额从传统液态电池2-3亿元升至当前4-5亿元（2030年降至2-3亿元），价值量结构重构——前道（40%）、中道（40%）占比显著提升（传统液态前道35%、中道30%），后道占比20%（与传统持平），增量主要来自干法、等静压设备。

问题2：固态电池的核心需求场景（eVTOL、人形机器人）对电池性能有何特殊要求？当前头部企业有哪些针对性产品落地？

答案：两大场景的性能要求及企业落地进展如下：

1. eVTOL（电动垂直起降飞行器）

• 核心要求：①能量密度≥350Wh/kg（实现100公里以上通勤，如《通用航空装备创新应用实施方案》要求2030年400Wh/kg量产）；②倍率≥5C（起飞需瞬间高功率，如峰飞航空V2000CG需5C持续放电）；③安全性（高空跌落不起火，通过200℃热箱测试）。

• 企业落地：

  • 宁德时代：与峰飞航空合作，凝聚态电池能量密度350Wh/kg，第二代达450Wh/kg。
  • 欣旺达：“欣·云霄2.0”能量密度360Wh/kg，-35℃至80℃工作，通过10项安全测试，已用于亿航智能eVTOL。

2. 人形机器人

• 核心要求：①能量密度≥300Wh/kg（实现8-10小时续航，当前宇树G1仅2小时）；②倍率≥2C（工业场景瞬时放电）；③轻量化（本体空间有限，电池重量占比＜10%）。

• 企业落地：

  • 孚能科技：送样硫化物全固态电池，支持8-12小时续航，循环寿命超4000次。
  • 欣旺达：为广汽GoMate机器人提供全固态电池，续航6小时，节能80%以上。

问题3：2030年全球及中国全固态电池设备市场空间如何测算？不同应用领域的渗透率假设和贡献度有何差异？

答案：2030年全球全固态电池设备市场空间320.59亿元，中国251.36亿元，测算逻辑及领域差异如下：

1. 测算核心假设

• 出货量基数：2030年全球动力电池3754GWh、储能1400GWh、人形机器人锂电池300GWh、eVTOL 7.5GWh；中国动力电池2014GWh、储能660GWh、人形机器人210GWh、eVTOL 4.8GWh。
• 渗透率：全球按“动力电池2.5%＜储能1.5%＜人形机器人/ eVTOL 3.5%”设定（新兴领域对价格不敏感）；中国渗透率更高（政策支持+产业链完善），分别为3.5%、2.5%、5%、5%。
• 单GWh投资：从2026年4.5亿元降至2030年2.5亿元（规模化降本），价值量前道40%、中道40%、后道20%。

2. 不同领域贡献度（2030年，单位：亿元）

综上，动力电池是市场规模基石，人形机器人是高增长引擎，二者合计贡献全球超80%、中国超85%的设备需求。