【四海读报】20251207：固态电池系列专题：什么是等静压设备？

什么是等静压设备？

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1. 一段话总结

等静压设备是基于帕斯卡定律实现三维均匀施压的材料致密化设备，分为冷等静压（CIP）、温等静压（WIP）、热等静压（HIP）三类，其中温等静压设备是固态电池量产的最优适配方案；其核心价值在于解决固态电池量产的固-固界面接触与传统压实工艺局限两大难题，可将电芯致密度提升至90%-95%、界面阻抗下降50%-70%，是中道核心致密化工序的关键增量设备；海外龙头为瑞典Quintus、韩国Hana Technology，国内利元亨、先导智能等厂商已实现技术突破，逐步推进产业化落地。

2. 思维导图（mindmap）

3. 详细总结

一、等静压设备核心认知

1.1 定义与原理

• 核心原理：基于帕斯卡定律，通过流体介质构建三维压力场，使样品各方向承受压力完全相等，实现均匀致密化。
• 本质：突破传统单向/双向施压局限，解决材料密度不均、界面缺陷等问题，适用于粉末冶金、陶瓷、固态电池等领域。

1.2 工作流程

1. 装填：将粉末材料（如固态电解质、正负极混合物）装入弹性模具并密封。
2. 置入：将密封模具浸入高压容器的流体介质（液体/气体）中。
3. 加压：通过外部泵系统加压，压力均匀传递至模具表面。
4. 保压：维持目标压力一定时间，使粉末颗粒塑性变形、重排。
5. 卸压取出：缓慢释压，脱模得到成型坯体。

1.3 分类与关键参数

二、与固态电池的核心关联

2.1 固态电池量产核心难题

• 固-固界面接触问题：正极、电解质、负极叠合后存在接触劣化、孔隙残留、颗粒贴合不紧密等缺陷，导致内阻升高、锂枝晶生长。
• 传统压实工艺局限：辊压致密度<85%，热压存在密度不均、高温材料反应等问题。

2.2 等静压设备的核心解决方案

2.3 工艺定位

等静压设备是固态电池量产产线的中道核心增量设备，位于“成型热压”之后、“预封”之前，对裸电芯进行最终致密化处理，为后续封装和化成分容提供稳定电芯基体。

三、国内外主要厂商格局

3.1 海外厂商

3.2 国内厂商

4. 关键问题

问题1：等静压设备的核心技术优势是什么？为何能成为固态电池量产的关键设备？

答案：

• 核心技术优势：基于帕斯卡定律实现三维均匀施压，克服传统单向施压的密度不均、边缘效应等问题，可制备密度均匀（致密度90%-95%）、各向同性的坯体，且适配复杂形状成型与脆性材料加工。
• 成为关键设备的原因：①解决固态电池核心痛点，消除固-固界面间隙与内部孔隙，使界面阻抗下降50%-70%，抑制锂枝晶生长；②突破传统工艺局限，致密度远超辊压（<85%），且温等静压设备的工作温度（80-145℃）匹配固态电池材料热稳定性，避免高温反应；③是量产一致性的核心保障，压力场均匀性与工艺可重复性确保电芯性能统一，是中道致密化工序的不可逆关键环节。

问题2：冷等静压、温等静压、热等静压设备的核心差异是什么？固态电池量产为何优先选择温等静压设备？

答案：

• 核心差异：①冷等静压（CIP）常温操作、成本低，但致密化效果有限；②温等静压（WIP）温压协同，工作温度80-145℃，兼顾致密化与材料稳定性；③热等静压（HIP）高温高压，成本高、周期长，仅适用于高端科研。
• 优先选择温等静压的原因：①适配固态电池材料特性，适度升温（如硫化物电解质80-120℃）可降低材料内部摩擦阻力，提升界面结合效果，同时避免材料氧化或分解；②平衡致密化效果与量产可行性，压力可达600-700MPa，致密度90%-95%，且设备成本、加工周期适合规模化生产；③解决核心矛盾，精准匹配固态电池“固-固界面接触”难题，是中试到量产的最优适配方案。

问题3：国内外等静压设备厂商的技术差距与产业化进展如何？国内厂商的核心竞争优势是什么？

答案：

• 技术差距：海外厂商（如Quintus、Hana）起步早，在高压（700MPa）、温压协同控制等方面技术成熟，已实现中试线交付；国内厂商（如先导智能、川西机器）已突破600MPa级设备技术，部分产品进入验证阶段，核心差距在于高端材料兼容性与长期稳定性。
• 产业化进展：海外厂商已向LGES、三星SDI等头部电池企业交付中试设备；国内厂商通过与宁德时代、比亚迪等合作推进验证，2025年处于技术落地关键期。
• 国内厂商优势：①本土化服务与成本优势，适配国内固态电池企业量产需求，响应速度快；②产业链协同紧密，与电池厂商联合研发，精准匹配工艺需求；③政策与市场红利，国内固态电池产业化加速，为设备厂商提供广阔市场空间。