固态电池是一种利用固态电解质取代传统液态电解质以提升锂离子电池安全性、稳定性和循环寿命的新技术。固态电池的高能量密度可以解决“里程焦虑”。续航里程是新能源车发展早期的最大痛点之一，而能量密度是制约带电量和续航 里程的最关键因素。固态电池可以采用硅碳、金属锂等高比容量的负极，能量密度可以轻松达到300Wh/kg以上，以金属锂做负 极甚至达到500Wh/kg，彻底解决续航里程短的问题。固态电池安全性明显强于液态电池。固态电池不含有机电解液，降低了起火风险，增强消费者对新能源汽车安全性的信心。

固态电池按电解质含量可分为半固态、准固态、全固态

固态电池具有三种分类，分别为半固态、准固态和全固态，它们的液体含量分别为5-10wt%、0-5wt%、0wt%。半固态电池：相对于液态电池减少了电解液的使用量，并增加了复合电解质。此外，负极从石墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂 金属负极，正极从高镍升级到了高镍高电压/富锂锰基等。隔膜仍然保留并涂覆有固态电解质涂层，锂盐从LiPF6升级为LiTFSI， 能量密度可达350Wh/kg。准固态电池：在全固态电池中加入少量液态电解液(通常小于5wt.%)的情况下得到的。液态电解液的作用主要是浸润界面。全固态电池：与液态电池相比取消了原有的电解液，采用固态电解质，并以薄膜的形式分隔正负极，从而替代隔膜的作用。负极 从石墨体系升级到预锂化的硅基负极/锂金属负极，正极从高镍升级到了超高镍/镍锰酸锂/富锂锰基等。全固态电池的能量密度可 达500Wh/kg。

固态电池新场景应用：低空经济成为核心驱动力

政策推动低空经济商业化应用。自2023年12月起，政府对低空经济的重视持续提升，中央经济工作会议将其提升至战略性新兴产业 ，各部门和地方政府陆续出台政策，推动eVTOL需求并促进新场景应用的落地。具体措施包括：1)在中央层面，工业和信息化部等 四部门联合发布《通用航空装备创新应用实施方案(2024-2030年)》，明确提出低空经济发展目标，2027年，以无人化、电动化、 智能化为技术特征的新型通用航空装备在城市空运物流配送、应急救援等领域实现商业应用;2030年，通用航空装备全面融入人民 生产生活各领域，成为低空经济增长的强大推动力;2)在地方层面，北京市出台《关于促进中关村延庆园无人机产业创新发展行动 方案(2024-2026年)》等进一步促进eVTOL产业发展，推动低空经济新场景的应用。

低空经济涵盖消费与工业场景，市场设备数量快速增长。低空经济涉及居民消费与工业应用两大场景，包括旅行观光、私人飞行、物 流配送、城市建设等场景;1)在居民消费场景中，截至2023年底，全行业无人机拥有者注册用户92.9万个，其中个人用户84.9万个。全行业注册无人机共126.7万架，比2022年底增长32.2%;2)在工业应用场景，截至2023年底，获得通用航空经营许可证的传统通用 航空企业690家，通用航空在册航空器总数达到3303架，获得通用航空经营许可证，且使用民用无人机的通用航空企业19825家。

固态电池是eVTOL(电动垂直起降飞行器)核心动力系统的关键需求。作为eVTOL低空经济飞行器的核心部件，电池性能直接影响飞行 器的安全性和飞行性能。1)从能量密度来说：eVTOL垂直起飞所需的动力是地面行驶的10-15倍，商用门槛高达400Wh/kg，而固态电池 的能量密度可以达到500瓦时/千克 2)从充放电倍率来说，eVTOL的飞行需要经历起飞、巡航、降落等阶段，其中起降阶段要求电池的 瞬间充放电倍率在5C以上，而固态电池的充电速度比传统锂离子电池快大约5～6倍;3)从安全性来说：低空经济需要很高的安全性， 固态电解质的使用有效降低了电池自燃的风险。与此同时，业内众多公司积极合作，共同推动eVTOL技术的发展。以亿航智能为例，其 EH216-S已成功完成全球首次搭载固态电池的eVTOL飞行试验，这标志着该领域在固态电池技术上的重大突破。

固态电池新场景应用：高端电车领域应用广泛，市场规模广阔

固态电池在高端汽车领域的应用日益广泛。其技术为新能源汽车带来了诸多优势，如固态电池拥有更高的续航能力，固态电池的循环 寿命是传统锂离子电池的两倍以上。理想状态下，固态电池循环性能可以达到45000次左右;同时，固态电池拥有较高的能量密度， 从而重量比锂电池低，可以有效减少车重。在当下，已有多款车型采用了固态电池技术。例如，2023年12月，蔚来汽车CEO亲自驾驶 搭载150度半固态电池的ET7进行直播路试。

固态电池的市场规模前景广阔。根据研究机构 EVTank 最近发布的《2024 年中国固态电池行业发展白皮书》，预计到 2030 年，全球 固态电池出货量将达到 614.1GWh，其在整体锂电池市场的渗透率预计约为 10%。预计全固态电池的大规模产业化将于 2030 年左右 实现。

从生产流程出发看设备投资价值 ——核心在干法电极

液态电池：逐渐落后时代的传统锂电池产品

液态电池：顾名思义，它的电解质是液态的，主要由有机溶剂和 锂盐组成。一直以来，液态电池产品大幅推进了可移动电子设备 的规模化应用，不断推动着社会朝着智能化和清洁化方向发展。但液态锂离子电池体系，逐步发展到了本身材料体系所能达到的 瓶颈：1)能量密度难以突破350Wh/kg的极限;2) 有机物液态电 解质带来的安全性问题;3)电池服役过程中电解液的挥发、干涸、 泄露等现象;因此业界需要研发超越液态电池的新一代产品。液态电池工艺特点：由于液态电池的电解质以液态电池的形式存 在，因此在”封装“环节前，需要有”注液“这一工艺环节，旨在将电 解质溶液注入电池。并且，液态电池制造过程种，需要额外的隔 膜作为原材料。

前段工序：正极制备、负极制备、成膜工艺需要新思路的电池设备

固态电解质成膜工艺：固体电解质膜为全固态电池独有结构，取代了液态电池的隔膜和电解液。此工艺环节的决定了固体电解质膜的厚 度，过厚会降低固态电池的能量密度、提高电池内阻;过薄则机械性能会变差，可能引起短路。固态电解质成膜工艺是固态电池制造的 核心环节，可以分干法工艺与湿法工艺。湿法工艺简单且成熟，适用于规模化生产。干法工艺能够有效降低成本，对环境友好。正极制备：在固态电池工艺中，以固态形式存在的电解质的注入被提前了。正极材料的制备环节中，需要将正极活性物质与固态电解质 粉混合，经过烧结等手段形成复合正极。负极制备：与液态电池不同，固态电池的负极材料使用的是锂金属，也需要一些具体工艺上的改变。核心观点：前段工序的三项改变，呼唤全新的电池设备。固态电池市场前景广阔、技术壁垒高，是电池设备厂商的必争之地。

中段工序：等静压机或成为固态电池关键，国内相关产业优势显著

等静压机会是全固态电池当中核心增量设备：等静压机是一种能提供更高压力的设备，但是液态电池的传统热压、辊压方案提供压力有 限且施加压力不均匀，难以保证致密堆积的一致性要求，进而影响固态电池性能。而等静压机或将成为合适的解决方案，等静压技术可 以有效消除电芯内部的空隙，提升电芯内组件界面之间的接触效果，进而增强导电性，提高能量密度。国内大厂积极布局固态电池等静压环节：等静压机之前一般用于陶瓷、合金、石墨等领域的加工，在固态电池领域仍处于探索阶段，并 且在对全固态电池进行等静压成型时，其压力一般超过400Mpa，对设备有着高性能要求。目前，宁德时代、比亚迪、利元亨等国内锂 电产业链大厂都在积极布局等静压技术。其中，利元亨已经提出了固态电池电芯等静压处理方法、装置及生产线专利。国内等静压机企业异军突起，为固态电池的应用打下供应链基础：近年来，以中国钢研等为首的国产等静压机厂商进步明显。其中，中 国钢研的HIPEX1850 是目前世界第二大尺寸的热等静压装备，可应用于航空航天等领域大型核心零部件的加工。

固态电池整线领域：国内厂商知识产权体系齐全，设备位于市场技术前沿

先导智能：1)产品：全球唯一拥有自主知识产权的全固态电池整线解决方案厂家，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，2)订单：目前，先导智能的固态电池设备及干法电极设备已成功发货至欧洲、美国、日 韩等国家和地区的知名汽车企业、头部电池客户、新兴电池客户现场。赢合科技:1)产品：老牌整线厂商，设备产品贯穿多个固态电池工艺环节。2)技术优势：在固态电池领域以及替代高能耗湿法电极工 艺制备方面，推出了干法电极解决方案。3)合作客户：并且与行业头部客户国轩高科在电池领域开展深度合作。利元亨：1)产品：目前利元亨已经具备了生产固态电池的整线装备研发与制造能力。2)核心客户：利元亨就与清陶能源签署了固态电 池产线设备购销合同，从制片段到化成分容检测段，并已于2022年交付产线。2023年，利元亨交付清陶能源的产线已进入量产状态。

固态电池叠片机领域：随生产线出海东风，进军海外市场

先导智能:1)生产线出海情况：先导智能在互动平台表示，在固态电池领域，公司已与欧美、日韩主要固态电池企业和主机企业开展了 固态电池及干法电极相关合作，现已交付固态电池关键前道干法剪切混料设备、成膜复合设备等设备。2)叠片机设备：随着固态电池 生产线的出口，先导智能已完成交付首批固态电池分切叠片一体设备，在国际市场上具备相当的竞争力。利元亨：1)生产线出海情况：2024年6月，利元亨美国首条固态电池前段设备顺利出机，利元亨凭借其在固态电池技术领域的深厚积淀 ，在全球舞台上实现了战略性的拓展。2)叠片机设备：其中，固态电池生产线所用到的利元亨Z字型叠片机已处于行业前沿，实现了整 机0.1s/pcs的高效叠片速度与≤±0.3mm的超高精度对准，树立了行业标杆。

从材料体系变化出发 核心变化是电解质、格局优的是CNT，正负极 是原有企业的产品迭代

硫化物固态电池性能卓越，被认为是未来动力电池的优先选项

理想的高性能全固态电解质应具备高离子电导率(>10−3 S/cm)、高锂离子迁移数(tLi+接近于1)、宽的电化学窗口、良好的电极/电解 质界面、足够的机械强度等特性。硫化物固态电解质最有希望满足电动汽车高能量密度的需求。硫化物固态电解质室温离子电导率最高可达到10−2S/cm数量级，接近 甚至超过电解液，离子电导率不再是关键制约因素。此外，硫化固态电解质比较柔软，大多数硫化物固态电解质仅通过简单的冷压成 型即可实现紧密接展现出较高的冷压离子电导率。

硫化物固态电解质制备方法有高能球磨法、液相法、高温淬冷、气相合成法等

高能球磨：将原料混合装入球磨机上高能球磨，球磨后取出再进行热处理，优点是混合均匀，离子电导率和结晶度得到改善，缺点 是设备要求较高，制备时间长，仅适合小批量生产，为目前主流制备工艺。规模化生产需要容量更大的球磨罐，从而使得电解质合成 成本变高，使其规模化生产遭遇挑战。

液相法：将原料放置于溶液中搅拌，充分反应后蒸发溶剂，然后再进行热处理，进而制备固态电解质。优点是其可以通过提高分散效 率来批量生产硫化物电解质，并且液相不需要机械设备，因此可以降低生产能耗，从而降低生产成本。另外，液相法合成的硫化物电 解质颗粒的尺寸和形态易于控制，缺点是离子电导率偏低，适用于制备薄膜电解质。液相合成硫化物电解质引起了广泛的研究兴趣， 难点在于溶剂的选择。

高温淬冷法：将原料加热到熔融温度，充分接触反应后，急剧降温到室温后回火。优点是颗粒粉末较细，压实密度较高缺点是能耗高， 操作难度大，在淬冷降温过程中易生成杂相，得到的材料结晶度难以控制，适合制备非晶态硫化物电解质。

气相合成法：以空气稳定的氧化物为原料，一步气相法合成硫化物电解质，制备过程空气稳定，大幅简化制备工艺，节约生产时间 和制备成本，适合大批量生产，通过调整掺杂等手段，电导率可达2.45×10-3S/cm。

硫化物固态电解质降本核心在于原料硫化锂的降本

硫化锂是一种无机化合物，其外观为白色结晶固体，具有强烈的硫磺气味。硫化锂可溶于水，但在水中溶解度较低。硫化锂成本高的主要原因是生产工艺复杂，生产成本高，未来的降本核心途径为技术的创新与迭代。1)机械球磨法：在惰性气氛下，将单质硫和金属锂/氢化锂按比例混合后进行机械球磨反应。优点:工艺简单、环境友好、无废液产生。缺点:原料成本高(氢化锂)、反应时间长、转化率较低，所得产品存在杂项如多硫化锂等，不易提纯，产业化设备不易选型。2)高温高压法：在惰性/还原保护气氛下，高温、高压使锂/锂化合物和硫/硫化合物通过还原或气相等反应制备硫化锂。优点:工艺流 程简单，无有害气体产生，且有效利用了高温高压密闭反应的优势，避免有害溶剂泄漏，大大缩短了制备流程。缺点:高温、高压，工 况控制不易，设备选型要求高，增加了反应过程及后处理的风险。3)溶剂法：将锂/锂化合物和硫/硫化合物在溶剂介质中混合反应制备硫化锂。有机溶剂多选用脂肪烃、芳香烃或醚溶剂等。优点:液 相反应充分完全，不易残留杂质，产品提纯容易;不需要高温处理，能耗较小;工艺简单，工况较易控制。缺点:有机溶剂易燃、易爆、 易挥发，环境污染严重，不易回收;工况危险性高，较难控制。