国联证券最新报告指出,固态电池产业化正推动锂电设备进入新一轮技术迭代。相较于液态电池,聚合物固态电池与液态电池生产工艺的区别主要在前中端工艺。前端工艺中的电解质成膜工艺成为全固态电池制造的核心。干法电极由于具有电极密度更大、离子电导率更高等优势,或将成为固态成膜工艺的主要方式。韩国LGES公司曾表示,干法电极量产有望将电池成本降低17%-30%。干法电极设备正成为固态电池产业化的核心设备环节。
干法电极:固态电池前段工艺的核心变革
固态电池前段工艺的核心是电解质成膜工艺,不同工艺主要影响固态电解质膜的厚度和离子电导率。固态电解质膜过厚会降低全固态电池能量密度并增加内阻,过薄则会使电池机械性能变差从而引起短路。干法工艺与湿法工艺相比优势明显:干法工艺不采用溶剂,直接将固态电解质和粘接剂混合成膜,不需要烘干等步骤,可有效减少设备支出和工厂占地面积。湿法工艺在制成过程中需消耗大量能源去除溶剂,且涂层电极上极易出现残留溶剂问题影响电池寿命,涂覆在活性材料表面溶解的粘合剂也会增加电池电阻率。干法电极技术由于工艺过程简单、电极更厚、无溶剂化,活性炭颗粒之间及与导电剂颗粒接触更为紧密,因此干法电极具有电极密度更大、离子电导率更高、容量更高等优势。
纳科诺尔:干法电极设备龙头
纳科诺尔是干法电极设备的龙头企业。公司推出干法电极四驱、五驱、八驱、十驱等系列产品,在辊压机械领域具有领先技术,市场份额超20%。2024年2月,纳科诺尔联合清研电子推出干法电极成型覆合一体机,实现电极膜成型以及电极膜与集流体复合的一体化,具备先进的干法辊压功能与干法成膜功能,适配固态电池领域,已获得下游头部客户的订单。公司计划于2025年10月筹建国内首条GW级锂电干法电极自动化产线,实现1000mm幅宽、80m/min的机型规模化量产。在固态电池领域,纳科诺尔已为国内外几十家电池与整车企业提供干法电极设备,支持应用在动力电池、固态电池、储能及一次电池等多个场景。公司产品已成功出货交付太空电源相关院所。
| 企业 | 核心产品/进展 | 适配领域 |
|---|---|---|
| 纳科诺尔 | 干法电极成型覆合一体机(四驱至十驱) | 固态电池、动力电池 |
| 曼恩斯特 | 400型干法制膜复合一体机 | 固态电解质膜片制备 |
| 利元亨 | 固态电池整线装备 | 已交付清陶能源产线 |
| 先导智能 | 固态干法电极涂布设备 | 已交付韩国头部电池企业 |
| 赢合科技 | 第三代干法混料纤维化成膜设备 | 已交付国内头部客户 |
等静压设备:固态电池中端工艺的增量设备
在中端工艺中,固态电池生产工艺主要取消了注液环节,增加了挤压环节,以保证生产的固态电池施压均匀、满足致密堆积的一致性要求。增量设备为等静压设备。对于全固态电池,采用干法工艺后,各种组件之间存在固-固界面接触问题。等静压设备可通过在真空环境对固态电解质和电极之间进行压制处理,改善机械接触造成的界面问题。通过等静压设备处理,可保证电池致密堆积的一致性,并通过消除电芯内部的空隙和提高界面接触效果从而减少内部电阻率。对固态电池进行等静压操作时压力一般需要超过400MPa。纳科诺尔自主研发的温等静压设备采用液态加压方式,设计压力达600MPa,正在加快验证测试。利元亨提出了固态电池电芯等静压处理方法、装置及生产线专利。2024年7月,中国钢研发布了中国首台超大型热等静压装备HIPEX1850。
干法电极与等静压设备的投资逻辑
干法电极设备与等静压设备是固态电池产业化的核心受益环节。干法电极设备方面,随着固态电池从实验室走向量产,干法成膜工艺有望成为主流技术路线,纳科诺尔作为干法电极设备龙头将率先受益。等静压设备方面,随着全固态电池产业化推进,等静压设备成为解决固-固界面问题的关键设备,市场规模前景广阔。国联证券建议关注干法电极设备和等静压设备环节的投资机会。
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