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固态电池专用设备

海通国际固态电池报告指出,设备端是固态电池实现产业化的重要因素。固态电池在制造工艺上与传统液态电池有相通之处,但在成膜、电极材料和电池封装等环节更为复杂——电解质膜制备是核心,干法工艺比湿法更具成本优势;固态电池更适用叠片工艺,催生等静压设备新需求;全固态电池无需注液,需要高压化成和分容。随着固态电池产线建设加速,专用设备环节有望率先受益。

固态电池与传统液态电池的核心工艺差异

固态电池在制造工艺上与传统液态电池有三大核心区别。第一是固态电解质膜制备——湿法成膜操作简单、工艺成熟、易于规模化生产,但溶剂毒性大、成本高、残留溶剂会降低离子电导率;干法工艺将固态电解质与聚合物粘结剂分散成高粘度混合物,施加足够压力成膜,不采用溶剂,不需要烘干,成本更有优势,无溶剂残留,离子电导率更高。第二是叠片工艺——从工艺成熟度、成本、效率等方面考虑,叠片可以通过正极、固态电解质膜、负极简单堆叠实现电芯各组件集成,考虑到固态电解质膜与极片固固接触界面问题,堆叠时需要增加加压设备,催生出等静压设备需求。第三是无需注液——全固态电池通常采用软包集成,与液态电池相比不需要电解液注液,需要高压化成和分容。

干法电极设备——固态电池制造的核心装备

干法电极工艺是固态电池制造中最受关注的工艺路线。干法工艺将固态电解质与聚合物粘结剂分散成高粘度混合物,施加足够压力成膜,不采用溶剂,不需要烘干,成本更有优势,无溶剂残留,离子电导率更高。纳科诺尔2023年与清研电子合资成立深圳清研纳科,推出干法电极设备四辊、五辊、八辊、十辊等系列产品,已与国内头部客户签订干法电极设备采购合同,目前已陆续交付十多套干法电极设备。曼恩斯特完善“湿法+干法”工艺装备双线布局,在固态电解质涂布、干法电极膜片成型、干法电极膜片与集流体复合等关键工艺方面储备优势技术。赢合科技2024年推出第三代干法搅拌纤维化+干法成膜全固态工艺,开发的固态极片涂覆设备已成功发货到国内头部客户现场。信宇人干法涂布设备可应用到干法正极和干法负极的制备。

整线设备龙头——先导智能打通全固态全线工艺

先导智能在固态电池设备领域进展最为全面,已成功打通全固态电池量产的全线工艺环节,实现了从整线解决方案到各工段的关键设备覆盖,涉及正负极电极制备、电解质膜制备、锂金属电极制备、固态电池切叠和电芯致密化、组装、化成分容等工艺整线。目前已获国内外知名汽车及固态电池企业的全固态生产线订单,为韩国头部电池企业客户定制的固态干法电极涂布设备已顺利发货至客户现场。利元亨同样进展迅速,已成功开发干法电极、固态电解质压制转印、锂铜复合设备等关键设备样机,极片绝缘胶框成形设备、高压化成分容设备取得阶段性成果。璞泰来2024年6-7月与北京恩力、中科固能签订战略合作协议,提供负极材料、复合极板材料、固态电解质、固态电解质复合膜等材料及固态电池全线设备和新设备开发支持。

设备端投资机遇——产业化进程的核心受益者

固态电池发展过程中,材料端路线逐渐明确,部分路线已在实验室实现,但产业化进程还有较长的路要走。设备端是实现产业化的重要因素,固态电池材料端发生变化,与之对应的生产工艺需要进行定制配套——电极、电解质、封装等调整,中后段加压、烧结、注液、卷绕等也需调整,其中电解质膜制造尤为关键。海目星准固态电池生产设备已形成交付,与欧界合作生产的准固态电池能量密度高、安全、充放电倍率高。杭可科技已与国内外多家相关厂商就半固态电池的中试线展开合作,并积极开展固态电池后处理设备技术研发。骄成超声超声波焊接设备可用于固态电池极耳焊接并已形成小批量订单。随着全固态电池2027年量产节点临近,2025-2027年将是产线建设高峰期,设备端有望成为固态电池产业链最先受益环节。
固态电池专用设备进展梳理
设备厂商固态电池设备方向核心进展
纳科诺尔干法电极、超高压、等静压已交付十余套干法电极设备
先导智能整线工艺(电极制备至化成分容)获海外头部客户全固态生产线订单
利元亨干法电极、压制转印、高压化成分容关键设备样机开发成功
璞泰来全线设备、电解质复合膜与恩力、中科固能战略合作
曼恩斯特涂布机、干法电极湿法+干法双线布局
赢合科技干法涂布第三代干法全固态工艺
点击阅读报告原文: 电力设备及新能源行业固态电池深度报告系列1:必争的技术高地产业化进程加速-250103(63页)
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