固態電池作為下一代高性能電池技術，憑借高能量密度、高安全性等顯著優勢，受到市場高度關注。當前，固態電池行業在政策支持、技術進步、下遊需求等因素共同推動下正迎來產業化關鍵期，呈現出市場規模迅速增長、技術路線逐步聚焦和應用場景開始拓展等特點。固態電池設備作為產業鏈最重要的上遊環節，在固態電池行業大發展過程中必將最先受益。
固態電池行業：市場空間巨大，正迎來產業化關鍵期
隨著政策紅利釋放、市場需求升級和技術持續迭代，固態電池行業產業化節奏逐漸清晰、市場規模迅速增長、技術路線逐步聚焦和應用場景逐漸擴展。產業化層麵，2025-2026年國內中試線密集落地，啟動全固態裝車驗證，2027年全固態電池將實現小批量裝車，2028-2029年有望先在低空經濟、機器人等高價值量領域率先放量，2030年進入中高端動力領域規模化應用階段。市場規模層麵，隨著2027年工信部固態電池項目結題，國內固態電池出貨量將進入快速放量階段，從2024年固態和半固態約7GWh到2030年有望超過65GWh。技術路線層麵，氧化物路線在半固態階段占優，硫化物路線在全固態階段被更多廠商選擇，聚合物、鹵化物路線作為有效補充。應用場景方麵，固態電池正從"車用為主"到"全場景滲透"，除新能源汽車、儲能外，低空經濟、機器人等新興領域對於固態電池發展初期較高的價格接受度高，有望在該類場景率先落地應用。
固態電池生產工藝：與液態電池相比，製備流程差異較大，設備價值量明顯提升
固態電池在製備工藝和產線設備方麵與液態鋰離子電池相比有較大區別，前段和中段引入新設備、新工藝，全段設備技術要求和製造難度都進一步提升，進而推動固態電池設備價值量相較傳統液態電池設備價值量有較大幅提升。
（1）前段設備涉及幹法混合、幹法塗布等環節，是形成符合要求的極片和固態電解質膜、決定電池性能基礎的關鍵，其核心設備需適應幹法工藝的特殊要求，工藝難度較大、精度要求高，設備的技術壁壘和成本相對較高，複雜度也顯著提升，其中幹法塗布設備、輥壓設備價值量突出，前段設備價值量占比有望達到35%-40%。（2）中段負責電芯的核心結構成型以及確保固態電解質與電極的良好接觸，直接關係到電芯的性能穩定性、良品率，核心增量來自疊片工藝替代卷繞及極片膠框印刷和等靜壓技術確保固態電解質與電極界麵緊密接觸，用到的設備主要是高精度疊片機、極片膠框印刷、等靜壓機等，其中疊片設備價值量較大，等靜壓機作為新增環節，國外企業進展領先，國內研發正在加速，中段設備價值量占比有望達到40%-45%。
（3）後段工藝取消注液環節，與傳統液態電池工藝差異較小，主要體現在設備參數要求的升級，高壓化成壓力要求翻倍，分別升級為高壓化成機、高壓分容機，封裝環節對環境的要求提高需用到激光焊接機和自動化包裝線，因此後段核心設備的單機價值量也有較大提升，後段設備價值量占比有望達到20%-25%。
固態電池設備：產業化最先受益環節，各企業多點布局
固態電池產業化進程中，設備環節最先受益。固態電池產線需要解決因新材料引入、工藝流程再造、作業環境變化等帶來的諸多挑戰，這就要求生產廠商對現有設備進行改造升級、采買適配新材料、新工藝的定製化設備，例如在纖維化、膠框印刷、等靜壓環節需要引進全新的定製設備，在幹混、輥壓、疊片和化成分容環節，需要對設備進行改造升級。隨著固態電池生產線大規模的建設和投產，固態電池設備將成為固態電池產業化進程中最先受益的環節。國內固態電池設備企業多點布局，其中前段設備，特別是幹法環節競爭激烈。企業在特定領域或者關鍵設備上具有優勢，但大部分處於前段工藝，特別是幹法環節，使得前段設備競爭較為激烈。
投資建議：固態電池產業化節奏加快，隨著電池廠和整車企業中試線逐步跑通，產業鏈各環節降本持續推進，有望帶動下遊市場需求爆發式增長，整個固態電池產業鏈上遊設備環節必將最先受益。從設備投資角度來看，全固態電池生產工藝與傳統液態鋰電池生產工藝的核心差異是驅動設備價值量重構的關鍵，這主要體現在整個工藝流程的前段和中段。全固態電池從電極製備和電解質製備都更適配幹法技術，因此前段環節增加了幹法混合、幹法塗布等工序，價值量占比有較大提高；中段固態電池采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓”技術路線替代傳統卷繞工藝，並刪減了注液工序，價值量占比也有小幅提升；後段因化成環節高壓化改造、設備對工藝環境要求提升，單機價值量也有顯著提高。
一、固態電池行業：市場空間巨大，正迎來產業化關鍵期
1.1 固態電池性能優勢突出，正加速向產業化邁進
固態電池作為下一代高性能電池技術，憑借高能量密度、高安全性等顯著優勢，正加速從實驗室走向產業化。固態電池通過使用新型電極材料和固態電解質來替代傳統液態電池中的電極和液態電解質，從而顯著降低了傳統液態電池的安全性問題，並提升電池的能量密度和循環壽命。相較傳統液態電解質容易發生熱失控問題，固態電解質熱穩定性好，在極端條件下不會起火或爆炸，而且機械強度高，能有效抑製鋰枝晶的生長，從而有效避免因電池內部短路而引發的熱失控問題。同時，固態電池的理論能量密度可達400-500Wh/kg，遠超傳統液態鋰電池的150-300Wh/kg，潛在增幅可達1.5倍以上，在理想的車輛設計下，可使電動汽車續航裏程超過1000公裏。此外，固態電池還具有千次以上的循環壽命和更寬的工作溫度範圍，這些特性都將為新能源汽車、eVTOL、消費電子、儲能係統等領域帶來革命性產品體驗。
固態電池起源已久，經過科技發展和技術迭代，目前固態電池已初步具備產業化條件。固態電池起源可追溯至19世紀上半葉法拉第對固體電解質的研究，1972年首款固態鋰離子電池實驗室原型誕生，但受限於當時固態電解質的低離子電導率及界麵穩定性問題，未能實現商業化。直到新千年後，隨著固態物理學、無機化學和製造技術的進步，固態電池在實驗室層麵具備實現的可能，加之電動汽車、智能電子產品的飛速發展為電池的安全性、能量密度等提出了更高的要求，各國政府和企業開始將固態電池作為下一代電池技術的發展方向重新著力研發。2012年中國科技部將固態儲能鋰電池列入“十二五”的“863”計劃進行支持，同年，美國蘋果公司開始布局固態電池應用研發，豐田、寶馬、戴姆勒等全球主要汽車製造商開始與電池生產商合作，加速推進全固態電池在汽車領域的應用落地，國內企業如比亞迪和寧德時代也積極與國際公司合作，推動全固態電池技術的進步。此後，科學家陸續發現多種新型固態電解質材料，包括硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物等，這些新材料展現出的離子電導率和化學穩定性等均遠優於現有材料，更加堅定了科研機構和各大企業將固態電池推向產業化的決心。當前各國科研院所和企業在固態電池的電解質材料和製備工藝、新型電極材料和幹法電極製備工藝等核心環節均取得重大進展，這些成果也為固態電池產業化加速落地，即2027年首批全固態車型量產提供了強有力的技術支持。
隨著政策紅利釋放、市場需求升級和技術持續迭代，全球固態電池產業已從實驗室研發進展到商業化落地的關鍵階段。根據EMR測算數據，2024年全球固態電池市場規模約為7.97億美元（約合人民幣57.2億元），預計到2034年將達到141.16億美元（約合人民幣1012.75億元），年複合增長率高達33.30%，其中中國市場2025-2034年年複合增長率更是達到36.8%。政策層麵，各國對新能源產業的扶持政策為固態電池市場的發展提供了有力支撐。中國《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》將固態電池列為國家戰略核心技術，並啟動標準體係建設，從戰略高度和行業標準層麵推動產業發展。歐盟《電池與廢電池法規》（2023）要求電池製造商提高電池的可回收性和安全性，倒逼技術升級。市場需求的升級是推動固態電池發展的核心動力，在新能源汽車領域，消費者對續航裏程和安全性的要求不斷提高，固態電池憑借其高能量密度、高安全性等優勢成為解決問題的關鍵技術，在儲能領域，高效、安全成為其必然要求，固態電池的長壽命和高穩定性使其成為儲能係統的理想選擇。技術快速進步也是推動固態電池高速增長的重要因素，近年來，固態電池在關鍵技術上不斷取得突破，如新型電解質材料的研發、界麵穩定性的提升以及鋰金屬負極技術的改進等，這些突破不僅提升了固態電池的性能，也降低了生產成本，加速了商業化進程，使得固態電池在市場競爭中更具優勢。
1.2行業發展現狀：各國爭相競逐，技術進步迅速
1.2.1 國內發展現狀：行業標準逐步完善，2027年有望實現量產
中國在固態電池領域政策支持力度大，隨著行業技術標準體係逐步完善，2027年前後有望實現全固態電池小批量生產。2025年4月，工業和信息化部發布《2025年汽車標準化工作要點》，提出加快全固態電池、動力電池在役檢測、動力電池標識標簽等標準研製，不斷優化動力電池性能要求。5月，中國汽車工程學會推出《全固態電池判定方法》團體標準，首次明確全固態電池的定義，並解決了長期以來行業麵臨的界定模糊、測試方法缺失等問題，為產業發展提供了重要指引。此外，2024年5月工信部牽頭的全固態電池發展計劃，還將投入60億元專項研發資金，加速技術攻關，以實現下一代動力電池核心材料及製造的重大突破，預計將於2025年底前進行中期驗收審查。政策端的持續加碼為固態電池產業化提供強有力支撐，使得2027年普遍被業界認為是固態電池量產化元年，2025年3月“2025中國全固態電池產學研協同創新平台年會暨第二屆中國全固態電池創新發展高峰論壇”上，第十四屆全國政協常委、經濟委員會副主任苗圩表示，盡管固態電池產業化仍需解決技術、工藝和成本的問題，但從當前全球研發進展來看，隨著量產技術工藝逐漸成熟，2027年前後全固態電池有望實現小批量生產，而大規模的量產還需要更長的時間。
從當前產業布局來看，電池企業、車企、科研院所爭相入局固態電池領域，並加大在該領域的投資。相較車企和科研院所，電池企業具有明顯的先發優勢，以寧德時代、比亞迪、國軒高科等為代表的傳統液態鋰電池大廠與以衛藍新能源、清陶能源等為代表的新技術巨頭爭相競逐，給出了較為樂觀的量產指引，寧德時代凝聚態電池已量產供貨蔚來ET9，硫化物全固態電池計劃2027年小規模投產，國軒高科已建成首條0.2GWh全固態中試線並開啟裝車路測。整車廠多與電池企業或設備公司合作，進行實驗線或者中試線探索，下遊產品同質化競爭帶來的壓力促使整車企業想在電池環節尋求差異化，發展固態電池就成了車企的必選項。比亞迪已開啟固態電池產業化可行性驗證，計劃2027年示範裝車應用，上汽與清陶能源合資成立上汽清陶，預計2026年實現全固態電池交付量產，並完成樣車測試，能量密度超過400Wh/kg，2027年，搭載全固態電池的智己新車將實現量產，並正式交付用戶，後續能量密度有望進一步提升至500Wh/kg。
當前國內固態電池產業處於技術加速收斂期，盡管材料體係仍在迭代，尚未形成絕對定型方案，原材料在電導率、界麵穩定性等量產核心指標上仍存優化空間，但隨著產業化的進程加速推進，預計2025年底到2026年上半年伴隨國內主要企業完成中試線集中落地，有望推動固態電池從技術驗證向量產籌備過渡，國內產業將進入“測試驗證+設備迭代”雙向驅動的關鍵攻堅階段，為2027-2028年量產突破奠定基礎。國內主要電池企業在固態電池領域進展情況：
寧德時代：2024年增加了對全固態電池的研發投入，已將全固態電池研發團隊擴充到1000人以上，目前主攻硫化物路線，已進入20Ah樣品試製階段。目前方案能將三元鋰電池的能量密度做到500Wh/kg，比現有電池提升40%以上，預計2027年將小規模生產，相關供應鏈成熟周期需要3-5年，2030年前後有望實現更大規模的生產。
比亞迪（弗迪電池）：2025年2月，比亞迪在第二屆中國全固態電池創新發展高峰論壇上表示，已經開始啟動固態電池產業化的可行性驗證，涵蓋關鍵材料技術攻堅、電芯係統開發以及產線建設，計劃2027年左右啟動批量示範裝車應用，預計在2030年前後實現大規模量產。
國軒高科：2024年首次發布金石全固態電池，2025年實現質的飛躍。材料創新上，硫化物電解質的離子電導率提升60%，空氣穩定性顯著提高，正負極材料的克容量也實現較大突破。此外，已建成首條0.2GWh中試線，核心設備100%國產化，已開啟裝車路測。2025年6月，國軒高科在“2025全球科技大會”上宣布全固態電池於星紀元ET上裝車。
衛藍新能源：2023年底360Wh/kg半固態鋰電池量產交付蔚來，續航突破1000公裏；已為多家國內外無人機、機器人、便攜電源等客戶供貨320Wh/kg小動力半固態電池；產能規劃120GWh，預計2027年左右實現全固態電池量產。
清陶能源：2025年在成都基地15GWh固態電池已收到環評審批意見；2025年6月，搭載清陶半固態電池的上汽智己L6上市。公司預計在2025年開發第二代固態電池，並在2027年量產第三代電池，目標能量密度超過500Wh/kg。
1.2.2 海外發展現狀：日韓歐美全麵布局，技術路線各有側重
海外電池廠和整車企業積極布局下一代固態電池技術，寄希望在新領域對我國實現彎道超車。在液態鋰離子電池領域，我國憑借技術優勢、價格優勢和全產業鏈自主供應能力牢牢占據全球鋰電產業龍頭地位，日韓及歐美企業想要趕超比較困難，固態電池作為下一代新技術發展方向，各國基本處於同一起跑線，正好給海外企業提供了彎道超車的可能。因此，全球固態電池產業競爭異常激烈，日本、韓國和歐美開始研發較早且專利布局廣泛，各個技術路線均有涉及，日韓和美國在硫化物和多元技術路線中各有側重，歐洲則多以投資和技術合作為主。
日本在政府推動下，各大企業積極布局固態電池領域，發力最早、專利布局廣且技術領先。日本政府以2030年左右實現全固態鋰電池商用化為目標，近年擴大提供相關研發資金，經濟產業省（METI）在2024年發布了《電池供應保證計劃》，至年底共批準四大全固態電池相關的研發項目，補助金額合計最高約達1040億日元（約48.5億人民幣）。企業方麵，豐田早在2012年就開始布局，目前擁有1300多項相關專利，並計劃於2026年開始逐步量產全固態電池。本田2024年11月首次公開自研全固態電池示範生產線，2025年1月開始試生產，計劃在2030年之前將全固態電池應用於電動車型。日產2024年4月公開在日本橫濱建設的全固態電池試驗線照片，將於2025年開始生產首批全固態電池，並計劃於2028年推出搭載該電池的量產電動汽車。
韓國電池廠在固態產線建設方麵進步顯著，正在構建全固態電池的國內供應鏈，三大電池廠商三星SDI、LG新能源和SK On等企業在硫化物和聚合物技術路線上積極布局。三星SDI 2024年5月發布了super-gap固態電池技術，采用Anode-less設計，能量密度將達到900Wh/L，相較於自家生產的鋰離子電池提升了約40%，在韓國水原市建立了試生產線，將於2027年開始量產。LG新能源與美國加州大學聖地亞哥分校合作開發高性能硫化物全固態電池，預計2026年實現能量密度達到650Wh/L，2028年實現全固態電池商業化，並在2030年實現能量密度超過900Wh/L的硫化物基全固態電池商業化。SK On與Solid Power達成聯合開發協議和技術許可協議，計劃在大田電池研究所建設全固態電池試驗線。
美歐新能源企業聚焦技術突破，在固態電池生產工藝和技術路線方麵同樣取得優異進展。美國固態電池廠商Quantum Scape 2025年6月宣布成功將其Cobra陶瓷隔膜工藝整合到標準電池生產線中，熱處理速度提高約25倍，同時大幅減少了設備占地麵積，QSE-5是其首款商業產品，能量密度800Wh/L，15分鍾可從10%充電至80%。Quantum Scape在2024年第三季度報告中宣布，首批無陽極QSE-5B電池已開始小批量生產。Factorial Energy與梅賽德斯-奔馳合作研發450Wh/kg級全固態電池，2025年2月，梅賽德斯-奔馳已開始在英國路測搭載Factorial Energy固態電池的純電動汽車，該車型續航裏程有望提升25%，續航近1000公裏。
1.2.3 固態電池技術路線：技術路徑逐漸清晰，氧化物、硫化物領跑
固態電池最根本的變化在於電解質由液轉固，電解質的選擇和生產製備是產業化的前提，目前氧化物路線在半固態階段占優，硫化物路線在全固態階段被更多廠商選擇，聚合物、鹵化物路線作為有效補充應用。根據電解質材料的不同，固態電池主要分為四大技術路線：硫化物、氧化物、聚合物和鹵化物，這四種技術路線各有優缺點，且處於不同的產業化階段，從技術成熟度看，硫化物和氧化物路線發展較快，也被產業界應用較多，其中，氧化物因其綜合性能均衡、成本較低且工藝兼容性強，已被清陶能源、太藍新能源、衛藍新能源等廠商選擇並實現半固態電池量產裝車。硫化物路線因離子電導率高、機械加工性能強、界麵兼容度好，成為布局全固態廠商的最多選擇，如寧德時代、蜂巢能源、國軒高科、豐田、三星、Solid Power等企業皆深度布局該技術路線，但硫化物電解質仍需解決空氣敏感性和降本問題等。聚合物路線由於常溫導電率低、性能局限較大，雖然已在消費電子領域小規模商用，但在動力電池領域應用需解決高溫工作限製，鹵化物路線綜合性能優異但目前製備成本較高，尚處於研發階段。
硫化物電解質：室溫下離子電導率最高，通常能達到10?²S/cm，接近液態電解質，最新研製的LPSCB熱壓後更是達到 25 mS/cm，是液態電解液的2倍。此外，其機械強度和界麵兼容度較好，加工性能優異。但硫化物開發難度大，對製備工藝要求高，生產環境要求嚴格，原材料對水分極為敏感，可能產生有毒氣體H?S，且製備成本高，原材料硫化鋰單噸價格達百萬元級。寧德時代、豐田等企業重點布局此路線。
氧化物電解質：電池倍率性能優越、化學穩定性高，LLZO熱穩定性>800℃，LATP電化學窗口>5V，主要分為薄膜(LiPON)和非薄膜兩類，氧化物電解質通常密度較高，具有較高的機械強度，但常溫電導率仍偏低僅有10?3~10?6 S/cm，製備工藝難度大，質地硬脆導致固-固界麵接觸困難。清陶能源、贛鋒鋰業等企業已實現半固態電池量產應用此技術。
聚合物電解質：技術成熟高，在消費電子領域已小規模商用。聚合物材料以聚環氧乙烷(PEO)等為代表，具有質量輕、彈性好、易加工等特點。但聚合物電解質室溫下離子導電率低，一般小於10?4 S/cm，需加熱至60℃以上才能正常工作，熱穩定性有限，高壓穩定性差，性能提升空間有限，更多用於半固態過渡方案。
鹵化物電解質：離子電導率較高（10?³S/cm），電化學窗口>5V，界麵阻抗低，但脆性高、循環相對壽命短，含銦等稀有金屬致成本極高，且潮解問題未解決，目前處於實驗室研發階段。
隨著技術迭代驗證，固態電池的發展思路也正從"百花齊放"到"聚焦主流"，氧化物、硫化物路線正成為產業界重點布局方向。在2025中國全固態電池產學研協同創新平台年會暨第二屆全固態電池創新發展高峰論壇上，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示，當前全固態電池的技術路線要聚焦以硫化物電解質為主體電解質，匹配高鎳三元正極和矽碳負極的技術路線，以比能量400瓦時/公斤、循環壽命1000次以上為性能目標，確保2027年實現轎車小批量裝車，2030年實現規模量產。在硫化物固態電解質方麵，目前眾多企業已經建立了小批量供應能力，需要重點攻克大規模生產工藝，此外，目前包括豐田、本田等外資車企，以及寧德時代、比亞迪、吉利等中國企業也將全固態電池的主體電解質逐漸聚焦於硫化物的技術路線，預計2025年至2027年，石墨/低矽負極硫化物全固態電池將成為主要技術路線。
1.3固態電池行業展望：產業化拐點已至，商業化進程加速
1.3.1 國內固態電池行業展望：技術迭代加速，量產節奏清晰
展望行業未來發展趨勢，固態電池行業呈現出產業化節奏逐漸清晰、市場規模增長迅速、技術路線逐步聚焦和應用場景開始擴展等特點。在技術進步、政策推動、產業發展的共同努力下，固態電池量產節奏逐漸明晰，2025-2026年國內中試線密集落地，啟動全固態裝車驗證，2027年全固態電池將實現小批量裝車，2028-2029年在低空經濟、機器人等領域率先放量，2030年進入中高端動力領域規模化應用階段。與此同時，固態電池市場規模持續增長，2024年中國半固態加全固態電池出貨量約7GWh，2027年隨著工信部固態電池項目結題，固態電池產業將從市場發展初期邁向快速上升期，國內固態電池出貨量將進入快速放量階段，2027年中國半固態和固態電池出貨量有望達到18GWh，2030年超過65GWh，遠期到2035年中國半固態和固態電池出貨量可能超過300GWh。
隨著技術設備的進步和材料的迭代驗證，固態電池的發展思路也正逐步聚焦，主流電池廠和車企均選好合適發展方向，實行重點突破。此外，固態電池因其特性正從"車用為主"到"全場景滲透"，除新能源汽車、儲能外，低空經濟、機器人等新興領域對高安全性、長續航的固態電池需求迫切，且其本身單品價值高，對於固態電池發展初期較高的價格接受度較高，有望在該類場景率先落地應用。
1.3.2 產業政策：政策大力支持，關鍵驗證節點臨近
中國在固態電池領域政策發布時間較早、支持力度大且推進態度堅決。2020年國務院發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》，首次將固態電池列入行業重點發展對象並提出加快研發和產業化進程，2024年5月相關部門計劃投入約60億元用於全固態電池研發，包括寧德時代、比亞迪、一汽、上汽、衛藍新能源和吉利等六家企業或獲得基礎研發支持，2025年4月，工信部印發建立全固態電池標準體係，為全固態電池技術升級和產業化應用奠定基礎。2025年5月22日，中國汽車工程學會正式推出《全固態電池判定方法》團體標準，首次明確了全固態電池的定義，解決了行業界定模糊、測試方法缺失等問題。
國外對於固態電池領域政策支持方向各有側重，各國均重點支持。美國通過《通脹削減法案》為本土電池製造提供稅收抵免和補貼；2023年9月，美國能源部宣布投入1600萬美元支持固態電池和液流電池製造能力建設。歐盟通過《電池戰略研究議程》明確2030年研究和創新優先事項，確定關鍵技術主題，包括第4代鋰離子電池，2025年7月，歐盟委員會宣布向歐洲六家創新型電動汽車電池項目提供8.52億歐元資助，以加速歐洲電池製造行業的增長和投資。日本經濟產業省則為豐田等企業的全固態電池生產計劃提供認證和支持，推動產業化進程。
1.3.3 固態電池發展需克服瓶頸：成本、技術與產業鏈協同均麵臨挑戰
固態電池發展前景廣闊，現階段仍麵臨成本、技術與產業鏈協同這三重挑戰。成本方麵，受固態電解質、電極材料及生產工藝等因素製約，固態電池成本顯著高於傳統鋰離子電池，硫化物電解質中核心原材料硫化鋰價格昂貴，目前市場價格每噸在百萬元級，除了材料，前期新增設備投資也是廠商需要考慮的問題，由於尚在產業化初期，全固態電池生產線投資遠高於傳統液態電池，即使後續達到量產線，單GWh設備投資額，全固態電池也仍將高達2.5-3億元，傳統液態電池僅1.2-1.5億元，此外，產品良率尚待提升，規模效應難以施展。技術方麵，固態電解質離子輸運遲緩、充放電體積膨脹、多長耦合體係容易失控失效、固-固界麵阻抗大及鋰枝晶生長等核心問題，嚴重阻礙電池性能提升與產業化步伐。產業鏈協同方麵，固態電池產業鏈上下遊在材料適配、設備標準化及測試規範等方麵亦存在諸多短板，材料、設備、電池企業、整車廠等尚需協調研發機製，關鍵材料和設備如固態電解質、鋰金屬負極等尚未形成規模化生產能力，以上諸多問題均需要固態電池產業鏈各個環節研發單位和企業共同麵對、協同攻克。
二、固態電池生產工藝：製備流程差異較大，設備價值量明顯提升
2.1 傳統液態電池生產工藝：技術成熟，前、中段設備價值量占比最高
傳統鋰離子液態電池製備工藝主要是指以液態電解質為核心，通過電極製備、電芯組裝及後續化成封裝等一係列流程生產鋰離子電池的技術體係，按照不同階段製備目的不同分為前段、中段和後段三大環節，具體分拆如下：
1) 前段（電極製備）：包括正極材料（如三元材料、磷酸鐵鋰等）、負極材料（如石墨、矽基材料等）與導電劑、粘結劑等按比例混合，經攪拌製成均勻漿料後，通過塗布機均勻塗覆在金屬集流體（正極常用鋁箔，負極常用銅箔）上，再經輥壓、分切形成極片。該環節涉及工藝包括攪拌、塗布、輥壓、分切和對應不同裝配形式的製片或者模切，關鍵設備包括攪拌機、塗布機、輥壓機、分條機、模切機等，前段設備價值量占傳統液態電池整線設備的31%左右。
2)中段（電芯裝配）：主要是將正極極片、隔膜（防止正負極短路，允許鋰離子通過）、負極極片交替疊合或卷繞形成電芯主體，隨後裝入電池外殼（如軟包、圓柱鋼殼、方形鋁殼等），並注入液態電解質（由鋰鹽、有機溶劑及添加劑組成）。該環節涉及工藝包括卷繞或者疊片、封裝、幹燥、注液等，關鍵設備包括卷繞機、疊片機、入殼機、焊接機、烘幹機、注液機等，中段設備價值量也占傳統液態電池整線設備的40%左右。
3)後段（電芯檢測）：涵蓋電芯封裝（密封外殼防止電解質泄漏）、化成（通過小電流充電激活電芯）、分容（測試電芯容量並篩選分級）等，最終得到可使用的液態鋰離子電芯。該環節涉及工藝包括化成、分容、檢測等，關鍵設備包括化成分容櫃和相關檢查設備等，後段加上Pack環節占整線設備投資額29%左右。
4)最後經過模組線和Pack線製成電池，用到的設備主要是模組自動化裝配線和物流、儲存設施等。這一工藝體係經過多年發展已較為成熟，但也存在一些局限，例如液態電解質可能引發的漏液風險、電池能量密度提升受限於材料堆疊效率等。不過，其在成本控製、量產穩定性等方麵的優勢，使其仍是目前主流的鋰離子電池製備方式。
傳統液態鋰離子電池產線前段、中段設備價值量占比可達70%以上，為價值量最高環節。前段設備涉及精密塗布、分切、輥壓等環節是形成均勻極片、決定電池一致性和能量密度的基石，核心設備工藝難度大、精度要求高，設備的技術壁壘和成本也比較高，其中塗布機價值量最大，占前段設備價值的50-60%。中段設備主要是卷繞/疊片、焊接、注液、封口清洗等，負責電芯的核心結構成型和電解液精準填充，直接關乎電芯的安全性、良品率和生產效率，其中卷繞機/疊片機價值量最大，占中段設備價值的60%-70%。後段設備化成分容、檢測、PACK組裝等雖然也至關重要，但單體設備價值量和工藝複雜性往往低於前中段的核心裝備。
2.2固態電池生產工藝：重構液態電池工藝鏈
全固態電池生產工藝與傳統液態電池相比在製備工序、生產設備、作業環境等方麵有較大變化。製備工序方麵，傳統液態電池采用“液態電解液+隔膜”體係，生產工序涵蓋漿料混合製備、塗布、輥壓、極片分切、卷繞疊片、封裝、注液、化成分容等環節，而全固態電池以固態電解質替代液態電解液與隔膜，取消注液工序，新增幹法電極工藝、固態電解質合成、固態電解質成膜等核心工序環節。生產設備方麵，製備工藝的變化導致生產設備需求也發生顯著改變，固態電解質成膜設備取代傳統鋰電池注液設備，由於鋰金屬負極的引入，需要用幹法電極設備取代傳統液態電池中的濕法電極設備，由於固態電解質特性，在組裝環節固態電池多用疊片或者軟包為主，因此疊片設備將會占優。此外，固態電池的材料特性對環境濕度的控製要求極高，電芯疊片過程中需采用熱壓工藝實現固-固界麵的緊密接觸，對壓力與溫度的精準控製同樣提出高要求。這些工藝變革不僅改變了設備選型與參數設定，更對生產環境的潔淨度、溫濕度控製體係帶來顛覆性挑戰。
生產工藝的革新是產業化的關鍵，與傳統液態電池相比，固態電池因引入硫化物電解質、金屬鋰負極等帶來材料體係變革和固-固界麵特性等問題，需重構前、中、後段工藝鏈，具體分拆如下：
1)前段（電極與電解質製備）：固態電池因材料特性差異，在混合、成膜環節需徹底重構前段工藝路徑。前段核心任務是將活性材料如正極和負極、固態電解質、導電劑加工成穩定可靠的極片與固態電解質膜，主要涉及幹法電極製備與固態電解質膜製備這兩個核心工藝，是固態電池生產製備的最重要環節。幹法電極是指通過將活性材料、粘結劑和導電添加劑在無溶劑條件下進行物理混合，利用熱壓或冷壓等方式直接將混合物製成電極薄膜，關鍵設備包括幹混設備、幹塗設備和輥壓設備，幹混設備通常使用雙刀片研磨機或球磨機以解決粉體均勻混合問題，幹塗設備主要是雙螺杆擠出機解決纖維化問題，輥壓設備主要用高壓精密輥壓機來確保電極膜的密度和均勻性。固態電解質成膜根據技術路線差異采用不同工藝，氧化物體係用流延機、硫化物體係用真空蒸鍍機、聚合物體係用熱壓機。由於固態電池所使用的幹法工藝設備複雜度高，因而前段設備價值量占固態電池整線設備價值量的35%-40%左右，顯著高於傳統液態鋰電池前段設備31%的占比，絕對金額也會更高。
2)中段（電芯組裝與界麵優化）：中段核心任務是電芯裝配，固態電池由於其電解質的特殊性，對組裝環境和工藝精度要求顯著提高，主要涉及工藝包括疊片、膠框印刷、等靜壓處理、極耳焊接等。在疊片環節，硫化物電解質片由於其脆性大、易碎裂，通常需要采用高精度疊片機或卷繞機，在惰性氣體環境下完成極片與電解質片的堆疊或卷繞，避免與空氣中水分、氧氣接觸發生副反應，關鍵設備主要是高精度疊片設備。膠框印刷環節主要是利用狹縫塗布機或者膠框印製機在極片邊緣印刷特種密封膠框，用於保證極片間的緊密貼合以及緩衝充放電過程中的體積變化，關鍵設備是狹縫塗布機或者膠框印製機。等靜壓處理是對疊好的電芯施加均勻壓力，通常超過100MPa，確保固-固界麵緊密接觸，用以提升固-固界麵的離子傳導性能，關鍵設備是等靜壓機。極耳焊接環節主要是針對硫化物固態電池的高阻抗特性，采用激光焊接或超聲波焊接等非接觸式工藝連接極耳，主要設備包括激光焊接機或超聲焊接機。中段環節因新增等靜壓機且高精度疊片機價值更高，所以中段設備價值量約占整線設備的40%-45%，由於目前固態電池整線價值量遠高於傳統液態電池，所以固態中段設備價值量占比雖與液態大致相同，但固態電池中段設備總額還是要遠高於液態電池。
3)後段（化成與封裝）：後段核心任務是電芯封裝和檢測，主要涉及工藝有封裝、高壓化成分容等。由於硫化物固態電解質遇水會迅速分解產生有毒硫化氫氣體，且極易與空氣中的氧氣、水汽發生反應，因此封裝環節在真空腔體內完成，需控製封裝環境濕度，避免電解質與空氣接觸引發性能衰減和安全隱患，主要設備包括激光焊接機和自動化包裝線。固態電池化成分容環節需要超高壓力和高電壓平台，通過高壓處理可有效降低固-固界麵電阻，促進正極、硫化物電解質和負極之間的緊密接觸，優化離子傳輸通道，關鍵設備主要是高壓化成分容櫃。固態電池後段環節取消了注液機，但高壓化成設備升級，所以後段設備價值量約占整線設備的20%-25%。
固態電池產線設備價值量與傳統液態電池產線相比前段、中段價值量占比進一步提升到80%左右，成為設備升級的核心增量環節。前段設備涉及幹法混合、幹法塗布等環節，是形成符合要求的極片和固態電解質膜、決定電池性能基礎的關鍵，其核心設備需適應幹法工藝的特殊要求，工藝難度較大、精度要求高，設備的技術壁壘和成本相對較高，複雜度也顯著提升，其中幹法塗布設備、輥壓設備價值量突出，前段設備價值量占比有望達到35%-40%。中段負責電芯的核心結構成型以及確保固態電解質與電極的良好接觸，直接關係到電芯的性能穩定性、良品率，核心增量來自疊片工藝替代卷繞及新增等靜壓機，設備主要是疊片、極片膠框印刷、等靜壓等相關設備，其中疊片設備價值量較大，等靜壓機作為新增環節，國外企業進展領先，國內研發正在加速，中段設備價值量占比有望達到40%-45%。後段工藝取消注液環節，與傳統液態電池工藝差異較小，主要體現在設備參數要求升級，高壓化成壓力要求翻倍，分別升級為高壓化成機、高壓分容機，因此後段核心設備的價值量也有較大提升，後段設備價值量占比有望達到20%-25%。
2.3傳統液態電池產線與固態電池產線對比：材料由液轉固，設備端變化較大
傳統液態鋰離子電池與固態電池在製備工藝和產線設備方麵有較大區別，全段設備均需升級改造，其中新工藝、新設備引進主要集中在前段和中段。當前全固態電池多處於中試階段，尚未大規模量產，生產工藝未完全定型，且不同類型固態電池（硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物等）因電池設計及應用場景差異，工藝存在細分區別。以當前電池廠在全固態方向采取最多的硫化物技術路線為例對比傳統液態電池生產線，全固態電池在纖維化、膠框印刷、等靜壓環節需要引進全新的定製設備，在幹混、輥壓、疊片和化成分容環節，需要對設備進行精細化升級改造，兩者差異主要集中在前、中段環節設備引進和替換，後段設備技術升級。
2.3.1 前段工藝及設備差異
前段工藝環節，傳統液態鋰電池運用濕法合漿和塗布技術將活性材料、導電劑和黏結劑通過溶劑混合成漿料，塗布在複合集流體上，經幹燥後去除溶劑，再經過輥壓形成極片。固態電池生產工藝核心差異在於引入幹法電極技術，無需溶劑，直接通過幹法合漿和塗布工藝製備極片，同時，因全固態電池無需傳統隔膜，需額外增加固態電解質膜的塗布與輥壓工序，形成均勻的固態電解質層。
前段設備環節，傳統液態鋰電池前段核心設備包括濕法塗布機、幹燥機、輥壓機等，其中濕法塗布機需匹配溶劑回收係統，設備複雜度較高、價值量大。固態電池前段引入幹法工藝，新增幹法混合機、幹法塗布機，去除溶劑回收模塊，此外新增固態電解質膜塗布設備。固態電池前段工藝核心設備是幹法塗布設備，其壁壘在於塗布的均勻性控製和電解質膜厚度精度控製，設備單機價值量較傳統濕法塗布機提升約40%。
2.3.2 中段工藝及設備差異
中段工藝環節，傳統液態鋰電池中段以“卷繞/疊片+注液”為核心，通過卷繞或疊片工藝將正、負極片與隔膜組裝成電芯，之後注入電解液並封裝。固態電池中段采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓”替代，其中對疊片工藝的精度要求進行大幅提升，對齊度誤差需≤0.1mm，新增極片膠框印刷和等靜壓技術確保固態電解質與電極界麵緊密接觸，因固態電池無需電解液，也徹底省去注液及後續電解液浸潤的工序。
中段設備環節，傳統液態鋰電池中段核心設備為卷繞機或疊片機以及注液機，其中卷繞機占中段設備價值量40%以上，固態電池中段核心設備為高精度疊片機、膠框印刷機、等靜壓機，注液機被完全替代，疊片設備因精度要求需升級換新，新增膠框印刷機、等靜壓機，其中等靜壓機因需適配高壓環境及滿足均勻壓力控製，單機價值量是傳統注液機的5-8倍，也進一步提高了中段環節價值量。
2.3.3 後段工藝及設備差異
後段工藝環節，傳統鋰電池和固態電池後段核心工序均為化成、分容、檢測及Pack，但工藝參數差異顯著。傳統液態鋰電池通過0.5-1.0V低壓化成激活電解液離子傳導，固態電池因固態電解質離子電導率較低，化成需采用高壓化以促進離子遷移，分容階段的充放電速率也需適配固態電解質特性。
後段設備環節，傳統鋰電池和固態電池後段核心設備均為充放電機、分容機等，但固態電池需專用高壓充放電機，設備控製係統需匹配慢充慢放邏輯，單機成本較傳統設備增加約20%。
從設備投資結構看，全固態電池與傳統液態鋰電池的核心差異是驅動設備價值量重構的關鍵，主要體現在前段和中段。全固態電池更適配幹法電極技術，因此前段環節增加了幹法混合、幹法塗布等工序，價值量占比相對傳統液態工藝也有提升；中段固態電池采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓”技術路線替代傳統卷繞工藝，並刪減了注液工序；後段因化成環節高壓化改造，設備單機溢價顯著。對行業而言，這種差異意味著即使在量產後固態電池產線單GWh設備投資額較傳統液態電池大幅增加了約一倍以上，從1.2-1.5億元提升至2.5-3億元，當前固態電池產線尚處於中試線階段，其設備投資額更是要傳統液態電池設備投資額的4-5倍。
2.4 固態電池設備發展趨勢：持續降本、一體化和性能提升是設備升級方向
為適應下遊行業發展需求，現階段固態電池設備廠商正呈現出三大發展趨勢，即持續降本、一體化推進以及設備性能的持續提升。未來隨著設備標準化、工藝包成熟，固態電池產線將複製液態電池“大產能、低成本”路徑，加速產業化落地。
鋰電設備作為非標品，持續降本是行業向前發展的動力。當前固態電池成本處於較高水平，主要源於三個方麵，一是設備投資額較高，二是固態電解質等原材料采購成本偏高，三是產業鏈協同效率待提升，上下遊協同及規模化供應能力不足。從產業進程看，固態電池大多處於中試線階段，半固態電池因技術兼容度相對高，更早實現麵世應用。以單G瓦時產線投資額為參照，當前固態電池整體設備成本約4-5億元，量產後固態電池整體設備有望降到2.5-3億元，傳統液態電池則僅需要1.2-1.5億元。當前固態電池前段設備成本比液態電池高4倍，中段成本約為液態電池的3倍，後段設備成本也明顯高於液態。此外，固態電解質相較液態電解液成本占比也較高，硫化物電解質售價遠高於液態電解液。因此若要固態電池大規模量產，設備端與固態電解質端存在較大的降價空間。
在固態電池方向，鋰電設備企業正在向設備一體化方向發展。傳統液態電池生產工藝已經趨於成熟，各環節設備已基本實現國產化，行業格局較難發生大的變化，設備毛利率也逐步走低，固態電池作為近年來備受矚目的新技術發展方向，各大設備廠商爭相開展研發。由於固態電池生產工藝在前段、中段變化較多，為提升設備效率、爭取更多話語權，眾多綜合性鋰電設備企業開始進行向整線設備提供商或者局部整線設備提供商轉型，固態電池設備將在前、中、後段分別進行設備一體化。頭部設備企業如先導智能、贏合科技、利元亨等也借助一體化趨勢拓展產品覆蓋範圍，實現橫向與縱向擴張。
由於固態電池生產工藝對設備提出了更高要求，鋰電設備的性能也在持續提升，在規格適配性、生產效率、長期穩定性三大維度持續突破。設備規格方麵，各環節單機鋰電設備均有不同程度的規格提升，如塗布機主流寬幅從1.5m提升至1.8-2.0m，固態專用輥壓機生產速度達80m/min，較日係設備效率提升30%，高壓化成櫃壓力從3-10噸升級至60-80噸等，設備規格的提升可提高單機產能，從而實現一定的規模效應。設備效率方麵，各環節單機設備的效率也呈現出提升的趨勢，疊片機主流速度從0.25s/pcs提升至0.116-0.125s/pcs，疊片精度±0.1mm高於原用在液態電池產線的設備精度。設備穩定性方麵，曼恩斯特全陶瓷模頭使用壽命是原金屬材料的3倍以上，磨損性能優於金屬20倍以上，硬度是金屬材料的2倍以上，且耐腐蝕性提升、變形小、抗衝擊等，設備穩定性的提升可帶來設備的開工率提高以及使用周期的加長。鋰電設備的規格、效率和穩定性提升將共同作用於單線產能的提升，目前全固態電池中試線單線產能突破百MWh級，預計到2027年隨著固態電池規模化產線投產，將逐步縮小與液態電池產線產能的差距。
三、固態電池設備：產業化最先受益環節，各企業多點布局
3.1 設備行業情況：市場空間大，各企業多點布局，前段設備競爭激烈
固態電池產業化進程中，設備環節最先受益。對比傳統的液態電池產線，固態電池產線需要解決因新材料引入、工藝流程再造、作業環境變化等帶來的諸多挑戰，這就要求生產廠商對現有設備進行改造升級、采買適配新材料、新工藝的定製化設備，例如在纖維化、膠框印刷、等靜壓環節需要引進全新的定製設備，在幹混、輥壓、疊片和化成分容環節，需要對設備進行精細化升級改造等。根據EVTank統計，2024年全球固態電池設備市場規模達到40.0億元，其中半固態電池設備市場規模38.4億元，全固態電池設備市場規模1.6億元，其中全固態電池產線主要為實驗室中試線。隨著固態電池的產業化進程逐步推進，固態電池設備行業市場規模將顯著提升，預計到2030年全球固態電池設備市場規模將達到1079.4億元。隨著固態電池生產線大規模的建設和投產，固態電池設備將成為固態電池產業化進程中最先受益的環節。
固態電池設備企業多點布局，前段設備競爭激烈。從競爭格局看，固態電池設備行業呈現多點布局、各有側重的競爭格局，各工藝環節中前段設備競爭激烈。先導智能和利元亨布局整線，能夠為電池廠和整車廠提供固態整線解決方案，且技術實力較強，在對整線解決方案接受度較高的下遊客戶上競爭優勢明顯。贏合科技、宏工科技、納科諾爾、海目星、曼恩斯特、先惠技術等企業在特定領域具有技術優勢，但大部分處於前段工藝環節，使得前段設備競爭較為激烈。從業務布局看，目前布局固態電池整線裝備的公司有先導智能和利元亨，其他企業則在特定工藝環節或細分領域設備具有優勢，贏合科技的第三代幹法混料纖維化+成膜工藝設備效率提升50%，且同時覆蓋濕法、幹法雙工藝路線，納科諾爾在輥壓機領域具有優勢，科恒股份是國內首批幹法塗布設備製造商，曼恩斯特已完成固態電池"濕法+幹法"工藝裝備的雙線布局。
四、投資評價和建議
固態電池產業化節奏加快，隨著電池廠或者車企中試線逐步跑通，產業鏈各環節降本持續推進，有望帶動下遊市場需求爆發式增長，整個固態電池產業鏈中上遊設備環節必將最先受益。從設備投資角度來看，全固態電池生產工藝與傳統液態鋰電池生產工藝的核心差異是驅動設備價值量重構的關鍵，這主要體現在整個工藝流程的前段和中段。全固態電池從電極製備和電解質製備都更適配幹法技術，因此前段環節增加了幹法混合、幹法塗布等工序，價值量占比從傳統液態的31%提升至40%-45%；中段固態電池采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓”技術路線替代傳統卷繞工藝，並刪減了注液工序，價值量占比也有小幅提升；後段因化成環節高壓化改造，價值量占比雖然有所下降，但設備單機溢價顯著。從設備整線價值量來看，這種差異意味著即使在量產後固態電池產線單GWh設備投資額較傳統液態電池大幅增加了約一倍以上，從1.2-1.5億元提升至2.5-3億元，當前固態電池產線尚處於中試線階段，其設備投資額更是要傳統液態電池設備投資額的4-5倍。
1）技術路線變更風險與專利風險：固態電池發展目前仍處於早期階段，技術路徑尚未完全定型，硫化物雖因其優異特性被認為實現固態電池的最優路線，但不排除存在其他更優路線的可能性，存在技術路線變更風險，而且日韓企業持有硫化物固態電池大量核心專利，可能存在專利壁壘問題。
2）產業化進度不及預期的風險：現在固態電池產線多處於中試線，若進入大規模量產階段仍存在一些技術難題以及良率問題尚待解決，比如固-固界麵問題、充放電體積膨脹等問題。此外，固態電池電解質成本和設備投資成本仍然過高，後續降本速度過慢也可能導致固態電池產業化進度不及預期。
3）下遊需求收縮的風險：固態電池初期成本高昂，需要下遊高價值行業需求釋放帶動產業發展，如果未來下遊新能源汽車、eVTOL、消費電子、儲能係統等滲透率下降或者增速放緩，固態電池需求可能會有收縮風險。
4）政策與監管風險：當前固態電池行業發展受政策影響較大，若相關產業政策發生調整，將對行業發展造成重大影響。
許光坦：中信建投機械首席分析師，上海交通大學碩士，2021.4-2023.5曾就職於東北證券研究所，2023年5月加入中信建投證券，覆蓋工控、傳感器、注塑機、機床刀具、鋰電設備方向。
喬磊：機械行業研究員，中國人民大學商學院管理學碩士，北京航空航天大學宇航學院工學學士，2020年12月加入中信建投證券，覆蓋核電設備、鋰電設備、溫控設備等方向。
