1、锂电设备深度固态电池工艺不断演进,设备增量空间明确核心观点:固态电池是锂电池的终极形态,已经进入量产前夕。固态电池是一种使用固态电解质的电池,相较液态锂电池拥有能量密度高、安全性强、循环寿命长等显著优势,被认为是电池的终极形态。根据Trendforce,目前全球主要电池企业都已经明确了固态电池量产时间表,目前主要厂商处于中试线阶段,预估2027年至2028年陆续进入量产阶段。根据EVTank,预估2030年全球全固态电池的出货量将达到181GWh。固态工艺路线正在探索中逐步收敛。固态电池的性能提升需要电解质、正极、负极三大部分的协同发展,从工艺路线来看:(1)电解质:主要分为聚合物/氧化物/硫
2、化物/卤化物四条路线,其中硫化物路线应用潜力较大,是固态电池研究的主流路线,目前主要难点在于材料成本高昂以及加工环境要求严苛,未来有望朝硫化物+复合电解质方向发展;(2)正极材料:短期沿用三元材料,长期朝高镍材料/富锂锰基材料发展,核心逻辑是寻找高电压高比容量的材料;(3)负极材料:短期由石墨朝硅碳混合材料发展,长期探索锂金属应用,主要难点在于解决充放电过程中材料膨胀所导致的固固界面接触失效问题。.固态电池给锂电产线带来了增量变化,主要集中在前中道。固态电池产线依旧区分前道、中道、后道三大环节,而相比液态电池产线主要的变化在于:(1)前道:干法工艺取代湿法工艺,新增纤维化设备需求,辊压机重要性
3、提升,用量及价值量有望同时提升;(2)中道:叠片取代卷绕工艺,叠片机成为必备选项;取消注液环节,新增胶框印刷机、等静压机需求,其中等静压机是中道的关键工艺环节,设备价值量较高;(3)后道:现有化成分容设备需进行高压化升级以解决界面问题。投资建议:固态电池目前已经进入中试线阶段,产业化突破前夕设备厂商率先受益,部分厂商已经实现相关设备出货以及配合下游客户进行工艺路线验证。后续我们建议关注两大方向:(1)具备整线交付能力的设备厂商:建议关注锂电整线解决方案领先厂商如先导智能、利元亨、贏合科技、海目星等,与下游头部客户的绑定更为密切;(2)受益于工艺边际变化的设备厂商:建议关注受益于前道纤维化、辊压
4、机需求的曼恩斯特、纳科诺尔、灵鸽科技等;受益于等静压机新增需求的纳科诺尔、荣旗科技等;受益于激光设备的联贏激光、德龙激光;以及受益于高压化成分容设备的华自科技、杭可科技等。风险提示:固态电池技术进展不及预期;固态电池技术路线不确定;下游应用需求不及预期。相关研究:一、固态电池:电池的终极形态(一)固态电池是一种更高效、更安全的技术选择固态电池是什么?固态电池是指使用固态电解质的电池形式。一般而言,锂电池由正极材料、负极材料、电解质、隔膜四个部分组成,其中电解质起到输送锂离子、传导内部电流的作用,是锂电池的关键构成。而固态电池通过采用固态电解质取代液态电解质,可以弥补液态电解质的种种不足,是一种
5、更高效的技术选择。(divcenter)图1:固态电池与液态电池最大的差异点在于固态电解质(/divcenter)为什么要用固态电池?与传统液态锂电池相比,固态电池具备三大核心竞争优势:(1)能量密度显著更高:能量密度是衡量电池“单位重量或体积所能储存能量”的核心指标,决定电池体积大小与续航里程。根据深企投研究院,目前实验室固态电池能量密度普遍超过400Wh/kg,部分样品能量密度超过500Wh/kg,理论值可达900Wh/kg,较当前主流量产锂离子电池的160-300Wh/kg显著提升。(2)安全性能大幅提升:由于固态电池采用不可燃的固态电解质,热分解温度高,且因其固态特性能彻底避免液态锂电
6、池中电解液易出现的腐蚀、挥发、漏液等问题,能够使安全性能大幅提升。(3)循环寿命明显延长:根据深企投研究院,固态电池的理论循环寿命可超10000次以上,相较液态电池有较大幅度提升,大幅降低了电池全生命周期的使用成本,为商业化应用奠定经济基础。(二)产业化情况:已经进入量产前夕,潜在空间广阔主流电池厂商已开始试生产全固态电池,预计27-28年逐步迈入量产时代。根据Trendforce,全球主要电池企业都已经明确了固态电池量产时间表。从节奏来看,目前除LG、SK以外,大部分厂商已经开始从固态电池样品进入试生产阶段;随着试生产进展的推进,预估27-28年丰田、SolidPower、比亚迪、宁德时代等