固態(tài)電池行業(yè)深度報(bào)告Ⅱ：硫化物進(jìn)展加速設(shè)備材料先行

01硫化物路線進(jìn)展加速，硫化鋰材料是關(guān)鍵3固態(tài)電解質(zhì)：目前技術(shù)路線未定，各有優(yōu)劣01資料來源：《Solid-stateBattery

Roadmap

2035+》，《高性能硫化物基全固態(tài)鋰電池設(shè)計(jì)：從實(shí)驗(yàn)室到實(shí)用化》（劉元?jiǎng)P等，物理化學(xué)學(xué)報(bào),2023,

39(8):

2301027），長江證券研究所固體電解質(zhì) 氧化物 聚合物 硫化物 鹵化物定義含有鋰和氧的化合物，以及其他組分，如

液體和固體之間的過渡態(tài)，主要是聚合物基

以鋰和硫?yàn)橹饕煞?，可由磷、硅、鍺或鹵磷、鈦、鋁、鑭、鍺、鋅或鋯 體+鋰鹽+添加劑 化物等補(bǔ)充含有鹵原子，F(xiàn)、Cl、Br、I、At材料玻璃相（LiPOH）、NASICON型（LATP）、石榴石結(jié)構(gòu)（LLZO）、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（LLTO）等聚合物基體（PEO）+鋰鹽（LiTFSI）+添加熔融鹽、共聚物等）亞硫化物類（LPS）、LGPS類（東工大路劑（納米顆粒-鋰鑭鋯鈦氧、氧化石墨烯等、

線）、Thio-LISICONs（β-Li3PS4）、銀石

Li3MX6（M代表Sc,

Y,

In或稀土金屬;

X代類（Argyrodites，硫銀鍺礦等，三井金屬和

表鹵素）通式的三元鹵化物材料高能時(shí)代的路線）工藝硬且脆，不適用于卷繞加工，需要高溫?zé)Y(jié)或者和聚合物復(fù)合，不然無法致密結(jié)合基本兼容現(xiàn)有鋰電池生產(chǎn)設(shè)備及工藝，具備規(guī)模化生產(chǎn)優(yōu)勢需要在干燥的氣氛中制造（吸濕容易產(chǎn)生硫化氫）室溫壓實(shí)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較優(yōu)秀成本相對適中不使用稀有金屬，材料成本相對較低LGPS類含鍺，價(jià)格高昂。其他子類成本適中必須加入稀土元素（如Y、Er、Sc或In），成本相對較高界面質(zhì)硬，界面相容性差，可有效抑制鋰枝晶生長，但體積變化無法補(bǔ)償界面相容性較好，抑制鋰枝晶生長能力有限質(zhì)地柔軟（冷壓或者高壓作用即可制備），界面相容性較好（楊氏模量低）界面穩(wěn)定性安全性具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，對溫度同樣不敏感，可以在較寬的溫度范圍內(nèi)工作較差，200℃以上有燃燒可能與氧氣和水反應(yīng)，生成硫化氫水分敏感，與鋰金屬反應(yīng)離子電導(dǎo)率較高，但質(zhì)地較硬，內(nèi)阻較大室溫電導(dǎo)率低，需要加熱高（鋰硫相互作用弱），接近甚至超過液態(tài)電解液離子電導(dǎo)率足夠高電化學(xué)窗口~6V，兼容電極材料體系，對鋰金屬穩(wěn)定較窄，難以運(yùn)用高電位的正極材料~5V，低電位下易還原，高電位下易氧化電化學(xué)窗口范圍較大%%4%%硫化物：離子電導(dǎo)率最高，發(fā)展?jié)摿薮罅蚧镫娊赓|(zhì)具有理想的離子電導(dǎo)率（媲美液態(tài)電解質(zhì)），良好的電極材料兼容性（較寬的電化學(xué)窗口），是目前最理想的固態(tài)電解質(zhì)之一，在全固態(tài)電池中發(fā)展?jié)摿ψ畲?。但是亟待解決的問題多多：1）界面不穩(wěn)定，容易發(fā)生副反應(yīng)造成阻抗變大；2）堿性和水性環(huán)境下極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化氫；3）稀土金屬的添加大幅提升了加工成本和材料成本。LGPS型和硫銀鍺礦型離子電導(dǎo)率高，同時(shí)硫銀鍺礦型SE具備低成本高穩(wěn)定性特點(diǎn)，具備較好的發(fā)展前景。資料來源：郭沛,崔燦燦,孔德潔,等.“雙碳”背景下固態(tài)鋰電池用硫化物固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展趨勢[J/OL].化工進(jìn)展，長江證券研究所由于硫化物電解質(zhì)對空氣中水分非常敏感，目前硫化物固態(tài)電解質(zhì)的合成主要在封閉體系或者惰性氣氛保護(hù)下%%5%%LGPS型LGPS（Li10GeP2S12）>10-3離子電導(dǎo)率高成本較高，需要用到貴金屬鍺，空氣穩(wěn)定性差豐田；東工大完成，分為機(jī)械球磨法、高溫固相反應(yīng)法和液相合成法。硫銀鍺礦銀石Li7PS6Li6PS5X(X=Cl,Br,I)>10-3電化學(xué)穩(wěn)定性好空氣穩(wěn)定性較差，成本較高，需要用到貴金屬鍺三井金屬；馬車動力和高能時(shí)代表：硫化物固態(tài)電解質(zhì)類型及對應(yīng)性能和技術(shù)路線類型 代表材料 離子電導(dǎo)率 優(yōu)勢劣勢進(jìn)展生產(chǎn)工藝玻璃-陶瓷態(tài)LPS>10-3離子電導(dǎo)率較高合成步驟復(fù)雜Thio-LISICON型β-Li3PS4<10-3合成簡單，熱穩(wěn)定性好，電子電導(dǎo)率小離子電導(dǎo)率相對較低01硫化物：目前面臨原料及電池多方面量產(chǎn)難題1）關(guān)鍵固態(tài)電解質(zhì)材料的大規(guī)模生產(chǎn)和降本：包括大規(guī)劃量產(chǎn)（克級到噸級），納米級別制備（um級別做到nm級別），連續(xù)化生產(chǎn)以及成本控制；2）極片層面量產(chǎn)難題：包括混料（正負(fù)極材料+固態(tài)電解質(zhì)混料），勻漿制片（濕法正負(fù)極的勻漿問題），干法電極生產(chǎn)3）電池層面量產(chǎn)難題：電池生產(chǎn)，裝配，以及空氣濕度控制4）終端應(yīng)用：能量密度提升，電池容量保持，電池循環(huán)壽命資料來源：

Y.

Wu，《Industrialization

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Battery》

，長江證券研究所016硫化物：如何實(shí)現(xiàn)原材料大規(guī)模生產(chǎn)是首要難題圖：固相法與液相法生產(chǎn)硫化物SE對比硫化物固態(tài)電解質(zhì)目前面臨大規(guī)模量產(chǎn)難題：原材料的一致性，粒徑控制問題，同時(shí)硫化物SE對空氣/水敏感，運(yùn)輸連接的密封也至關(guān)重要；一般來說，硫化物電解質(zhì)制備方法可以分為三類：1）固相反應(yīng)法：按照化學(xué)計(jì)量比加入原材料混合組成前驅(qū)體材料，前驅(qū)體材料加熱到熔點(diǎn)熔融，之后將樣品冷卻到室溫得到電解質(zhì)材料，期間反應(yīng)條件苛刻，同時(shí)直接高溫下鋰硫揮發(fā)，容易產(chǎn)生雜項(xiàng)；2）機(jī)械球磨法：在高速球磨的過程中，原料顆粒在沖擊中實(shí)現(xiàn)碰撞擴(kuò)散及反應(yīng)；3）液相法：以有機(jī)溶劑為介質(zhì)合成硫化物電解質(zhì)，合成的電解質(zhì)顆粒小且一致性好，但溶劑一般為有毒溶劑，同時(shí)液相法生產(chǎn)出來的硫化物電解質(zhì)電導(dǎo)率略低于固相法。資料來源：Y.Wu，《Industrialization

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Battery》，姬兵《基于硫銀鍺礦型硫化物電解質(zhì)的液相法制備及摻雜改性研究》，長江證券研究所圖：液相法生產(chǎn)硫化物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率高高純度高中等粒徑大小大小環(huán)境影響√×材料成本高高生產(chǎn)成本中等高量產(chǎn)規(guī)模百噸級百噸級固相法 液相法工藝圖01%%7%%硫化物：如何低成本生產(chǎn)是次要難題，核心在硫化鋰圖：硫化鋰生產(chǎn)工藝情況硫化物電解質(zhì)原料一般為硫化鋰，五硫化二磷及氯化鋰，其中硫化鋰為主要原料。硫化鋰在自然界并不穩(wěn)定，在空氣中易吸收水蒸氣發(fā)生水解，放出劇毒硫化氫氣體，可被酸分解放出硫化氫，可與硝酸劇烈反應(yīng)；電池級硫化鋰與工業(yè)級的區(qū)別在于產(chǎn)品的純度和粒徑要求不同。由于目前硫化鋰售價(jià)高昂，且空氣穩(wěn)定性問題難解決，制備的時(shí)候需要比較好的空氣保護(hù)，導(dǎo)致硫化物電解質(zhì)量產(chǎn)難度在于如何實(shí)現(xiàn)硫化鋰的大規(guī)模低成本量產(chǎn)。工藝方法 工藝原理 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)%%8%%球磨法在惰性氣氛下，將單質(zhì)硫和金屬鋰/氫化鋰按比例混合后進(jìn)行機(jī)械球磨反應(yīng)得到硫化鋰工藝簡單、環(huán)境友好、無廢液產(chǎn)生原料成本高（氫化鋰）、反應(yīng)時(shí)間長、轉(zhuǎn)化率較低，所得產(chǎn)品存在雜項(xiàng)如多硫化鋰等，不易提純，產(chǎn)業(yè)化設(shè)備不易選型溶劑法將鋰/鋰化合物和硫/硫化合物在溶劑介質(zhì)中混合反應(yīng)制備硫化鋰反應(yīng)充分、無需高溫能耗低產(chǎn)物為硫化鋰+硫氫化鋰，分離難度高高溫高壓法在惰性/還原保護(hù)氣氛下，高溫、高壓使鋰/鋰化合物和硫/硫化合物通過還原或氣相等反應(yīng)制備硫化鋰無有害氣體產(chǎn)生高壓設(shè)備要求高，設(shè)備選型難直接碳復(fù)合法好、形貌可控的硫化鋰/碳復(fù)合材料資料來源：

韓建軍《硫化鋰制備工藝綜述》，長江證券研究所利用碳的強(qiáng)還原性，在制備硫化鋰的反應(yīng)中直接加入

反應(yīng)更易控制，解決了因硫化鋰遇水、碳材料/碳材料前驅(qū)體，一步法合成分散均勻、性能良

氧敏感而導(dǎo)致的生產(chǎn)和儲運(yùn)困難的問題工藝不完善，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定01硫化物：上市公司工藝各異，液相法成本相對較低圖：主流上市公司硫化鋰生產(chǎn)工藝情況主流上市公司布局硫化鋰的工藝路線各有千秋，主要集中固相法、液相法以及碳熱還原法，其中以有研新材、容百為代表的使用固相工藝制備硫化鋰，廈鎢、天賜等使用液相工藝制備硫化鋰及硫化物電解質(zhì)，恩捷股份、容百采用碳熱還原法制備硫化鋰，并采用固相工藝制備硫化物電解質(zhì)。從成本角度來看，液相法制備硫化鋰存在一定的成本優(yōu)勢，但目前仍處于量產(chǎn)前期，后續(xù)成本下降情況需進(jìn)一步驗(yàn)證。資料來源：

各公司專利書，長江證券研究所01恩捷股份有研新材天賜材料9硫化物：硫化鋰目前成本占比70%+，后續(xù)降本空間大圖：以高能時(shí)代環(huán)評書估算全固態(tài)硫化物電池成本構(gòu)造以高能時(shí)代5Ah全固態(tài)電池估算，目前1Wh全固態(tài)電池的BOM生產(chǎn)成本在1.66元/Wh，其中假設(shè)硫化鋰單噸售價(jià)在300萬元/噸，對應(yīng)硫化鋰生產(chǎn)成本占電池生產(chǎn)成本75%左右，未來隨著國產(chǎn)硫化鋰技術(shù)逐步突破，假定硫化鋰價(jià)格下降至30萬元/噸，對應(yīng)硫化物固態(tài)電池的BOM成本下降至0.54元/Wh，降本空間較大，未來有望實(shí)現(xiàn)與鋰電池平價(jià)。75硫化鋰三元材料PTFE五硫化二磷

氯化鋰負(fù)極石墨 PVDFNMP

鋁箔0.40.20.01.81.61.41.21.00.80.6300萬元/噸30萬元/噸20萬元/噸15萬元/噸硫化鋰PVDF五硫化二磷

氯化鋰PTFE

NMP三元材料 負(fù)極石墨鋁箔圖：不同硫化鋰價(jià)格下固態(tài)電池BOM成本測算原料占比硫化鋰75五硫化二磷0氯化鋰2三元材料16負(fù)極石墨2PVDF1PTFE3NMP年單耗（kg/年）

1GWh單耗（/萬

單價(jià)（萬元/

成本（元噸） 噸） /Wh）20

0.042

300

1.320

0.042

1.6

0.010

0.021

12

0.0100

0.208

13

0.355

0.115

3

0.010

0.021

5

0.010

0.021

25

0.120

0.042

1.2

0.001鋁箔 30

0.063

1.5

0.0BOM成本 1.66資料來源：

高能時(shí)代環(huán)評書，長江證券研究所

單位：元/Wh%%10%%01硫化物：電池電極、電解質(zhì)膜生產(chǎn)是第三大難題圖：硫化物電解質(zhì)及電池制備過程電池復(fù)合電極、電極膜生產(chǎn)難題：硫化物固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)后，電池極片選擇復(fù)合極片，由活性材料、導(dǎo)電添加劑和SE組成，中間會存在界面問題，導(dǎo)致電極內(nèi)阻增加，容量下降，如何克服內(nèi)阻和容量問題是后續(xù)改進(jìn)重點(diǎn)，復(fù)合極片制備中物料混合后，如何和集流體緊密粘連也是難題所在。硫化物電池大規(guī)模生產(chǎn)：難點(diǎn)在于干法電極、致密化加壓、特定環(huán)境裝配，其中干法電極難度在于粘合劑纖維化，目前合適的纖維化設(shè)備（例如高速氣流吹掃、螺桿擠出機(jī)、軋機(jī)）仍在開發(fā)中；同時(shí)電極需要緊密的固體-固體接觸，等靜壓300MPA是后續(xù)難題；最后硫化物SE對空氣/水敏感，SE材料制造可能需要封閉循環(huán)惰性氣氛，電池制造期間需要更嚴(yán)格的干燥條件。資料來源：

Y.

Wu，《Industrialization

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Battery》

，長江證券研究所1）勻漿難題%%11%%3）等靜壓加壓難題4）封閉惰性氣體難題2）干法電極成膜難題01硫化物：產(chǎn)業(yè)鏈積極布局產(chǎn)能，產(chǎn)業(yè)化加速可期圖：硫化物電解質(zhì)及電池企業(yè)布局情況產(chǎn)業(yè)鏈中從上游鋰鹽廠、中游材料廠以及下游電池廠均布局硫化鋰及硫化物固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)，后續(xù)隨著國產(chǎn)硫化鋰生產(chǎn)壁壘突破后，硫化鋰售價(jià)有望下降，帶動硫化物固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展加速。資料來源：

公司公告，長江證券研究所01公司 時(shí)間 產(chǎn)品 進(jìn)展有研新材 2023年10月 硫化鋰在固態(tài)電解質(zhì)原材料方面有所布局，目前處于研發(fā)有一定突破后的小試階段，同時(shí)配合國內(nèi)外客戶進(jìn)行驗(yàn)證或小批量供貨。公司現(xiàn)階段僅專注于固態(tài)電解質(zhì)原材料的研發(fā)和生產(chǎn)，暫無固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)品的發(fā)展計(jì)劃天賜材料2024年8月8月發(fā)布了固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)展戰(zhàn)略，通過利用現(xiàn)有的液態(tài)鋰鹽生產(chǎn)平臺，開發(fā)出了硫化鋰路線的硫化鋰+硫化物

固態(tài)電解質(zhì)。選擇這一路線主要系中長期成本優(yōu)勢會比較明顯，未來能夠協(xié)助固態(tài)電池進(jìn)一步降本。同時(shí)公司也在配合硫化物固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)對應(yīng)的添加劑，現(xiàn)階段主要配合下游電池客戶做材料技術(shù)驗(yàn)證，計(jì)劃在2025年建設(shè)中試產(chǎn)線，做小批量的生產(chǎn)應(yīng)用。恩捷股份2024年10月硫化鋰硫化鋰、電解質(zhì)和電解質(zhì)膜三個(gè)硫化物全固態(tài)產(chǎn)品線齊頭并進(jìn)，各有優(yōu)勢，目前內(nèi)部測試結(jié)果顯示，三個(gè)方向都有很好的表現(xiàn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)膜主要使用的是濕法工藝，厚度最薄可以做到30um固態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)完成噸級LPSC電解質(zhì)穩(wěn)定制備，小粒徑分布在400~800nm區(qū)間內(nèi)，離子電導(dǎo)率高華為2024年11月華為公布一項(xiàng)硫化物固態(tài)電解質(zhì)發(fā)明，未來能夠滿足EV、儲能等多場景需求寧德時(shí)代2024年11月寧德時(shí)代硫化物進(jìn)展更新，其全固態(tài)電池開始樣品驗(yàn)證，固態(tài)電池團(tuán)隊(duì)整體上千人，技術(shù)路線主攻硫化物路線，能量密度達(dá)500Wh/kg以上，公司此前計(jì)劃在2027年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小批量容百科技2024年11月硫化物+硫化鋰

硫化物、氧化物、三元高鎳都有合作廈鎢新能2024年11月硫化鋰在固態(tài)電池正極材料方面：匹配氧化物路線固態(tài)電池的正極材料已實(shí)現(xiàn)供貨；硫化物路線固態(tài)電池的正極材料方面，公司與下游客戶在技術(shù)研發(fā)上保持密切的交流合作。公司與知名電池企業(yè)合作研發(fā)的NL全新結(jié)構(gòu)正極材料，其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，層間距更寬，鋰離子脫放過程中，形變很小，使得固態(tài)電池固-固界面不容易被破壞，且該全新結(jié)構(gòu)正極材料在能量密度、倍率、循環(huán)等主要性能上都顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的鈷酸鋰、三元材料等正極產(chǎn)品，是比較適合用在固態(tài)電池領(lǐng)域的正極材料。在固態(tài)電解質(zhì)方面，公司也有兩個(gè)技術(shù)路線的布局，包括氧化物路線和硫化物路線，氧化物路線技術(shù)工藝與鈷酸鋰及三元材料相似。硫化物技術(shù)路線部分痛點(diǎn)主要在于硫化鋰，由于其合成工藝比較復(fù)雜，價(jià)格昂貴。公司憑借深厚的技術(shù)沉淀，開發(fā)出新的硫化鋰合成工藝，目前從小試、中試結(jié)果來看，技術(shù)指標(biāo)良好，降本空間較大天際股份2024/11/15硫化鋰江蘇泰瑞聯(lián)騰材料科技有限公司近期公布固態(tài)電池專利《一種硫化鋰材料及其制備方法和應(yīng)用》。

江蘇泰瑞聯(lián)騰是天際股份和寧德時(shí)代合資公司，其中天際股份控股701202技術(shù)變革帶來工藝變化，設(shè)備公司有望從中受益%%13%%制備工藝：輥壓和疊片是電池生產(chǎn)重要工藝流程02圖：正負(fù)極極片生產(chǎn)工藝流程圖：固態(tài)鋰電池生產(chǎn)工藝流程資料來源：《新建年產(chǎn)1GWh固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目環(huán)評報(bào)告公示》，長江證券研究所%%14%%正負(fù)極極片生產(chǎn)工藝流程正負(fù)壓投料、攪拌：投料攪拌均需真空，真空吸入粉料至合漿罐，

NMP并攪拌3小時(shí)，隨后進(jìn)行過濾、脫磁、消泡和粘度檢測處理，最后使用干冰清洗桶。涂布烘干：加料至涂布機(jī)后，將漿料均勻涂覆于鋁箔或銅箔基片，經(jīng)105℃電加熱干燥張力調(diào)整收卷。極片輥壓：壓實(shí)涂布好的正負(fù)極片降低厚度，提高電池利用率。極片分切：使用模切機(jī)進(jìn)行分切，并檢驗(yàn)極片合格與否。極耳模切：按照設(shè)計(jì)要求對電池的極耳部分進(jìn)行模切加工。固態(tài)鋰電池生產(chǎn)工藝流程疊片：塑料隔膜用極板整形機(jī)切成所需尺寸，正極片、隔膜、負(fù)極片相互間隔放入疊片機(jī)壓為方形電芯疊片體極耳焊接：在正負(fù)極焊機(jī)上焊接鋁銅極耳至電芯疊片體,采用極耳焊接機(jī)包裝：鋁塑復(fù)合膜沖壓成型后形成包裝殼，電芯疊片與電池包裝殼局部加熱熔融后封接其他工序：噴碼、電芯烘烤、封口、高壓整形、分容、分選等。制備工藝：輥壓工藝具挑戰(zhàn)性，對精細(xì)度要求高輥壓工藝：固態(tài)電池輥壓工藝為前道極片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，分正負(fù)極略有不同。與傳統(tǒng)電池差異：固態(tài)電池輥壓工藝更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)闃O片厚度對設(shè)備精細(xì)度要求高。正極碾壓工藝中由于金屬鋰非常粘，進(jìn)行無損的碾壓工藝具有挑戰(zhàn)性。負(fù)極輥壓過程為達(dá)到零孔隙率的目標(biāo)，在應(yīng)用固態(tài)電解質(zhì)之前對負(fù)極進(jìn)行預(yù)壓可以提高性能，加熱輥壓設(shè)備也是方法之一。輥壓工藝為固態(tài)電池層壓的普遍壓實(shí)工藝：為減少孔隙率，固態(tài)電池正負(fù)極的壓實(shí)是必要的。在無法使用輥壓工藝的負(fù)極極片中，需要燒結(jié)步驟。圖：全固態(tài)電池正極輥壓工藝圖：全固態(tài)電池負(fù)極輥壓工藝資料來源：《

All-solid-state

lithium-ion

andlithium

metal

batteries

–

paving

the

waytolarge-scale

production

》，長江證券研究所0215干法電極：粘結(jié)劑為關(guān)鍵，無需溶劑性能提升資料來源：《干法電極技術(shù)在超級電容器和鋰離子電池中的研究進(jìn)展》_徐桂培等，長江證券研究所極的制備可用于預(yù)鋰化，可制備全固態(tài)電池的電極能電極性厚電極中的粘合劑表現(xiàn)出

特定粘合劑分布，倍率性能提高，梯度變化，顆粒粘附性較

孔隙率降低，顆粒粘附的更好，電差，更高的孔隙率

極機(jī)械強(qiáng)度顯著提高干法電極：新的粘合機(jī)制重建電極微觀結(jié)構(gòu)。粘結(jié)劑是干法電極制造的關(guān)鍵，電極微觀結(jié)構(gòu)會受到粘合劑分布影響。由于固-固界面直接接觸，活性材料顆粒在與導(dǎo)電團(tuán)聚物結(jié)合后，離子和電子的傳導(dǎo)路徑得以保留。技術(shù)工藝：主要的干法電極技術(shù)工藝包括聚合物纖維化、干粉噴涂沉積、氣相沉積、熱熔擠壓和直接壓制技術(shù)。聚合物纖維化技術(shù)是在高剪切力的作用下進(jìn)行纖維化以生成PTFE纖維，PTFE纖維可將活性材料顆粒連接在一起且不覆蓋，再經(jīng)熱壓后形成自支撐電極薄膜，最終熱軋將電極薄膜壓在涂碳集流體上。干粉噴涂沉積技術(shù)是利用高壓氣體預(yù)混合活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑PTFE，在靜電噴槍作用下使粉末帶電并噴涂到接地的集流體上，通過熱軋將粉末粘合并固定在集流體上得到電極。氣相沉積技術(shù)通過物理/化學(xué)方法使原料蒸發(fā)汽化，將汽化的原料沉積到基底上制備電極。熱熔擠壓技術(shù)將原材料混合并加熱到熔融狀態(tài)，將熔融混合物通過模具被擠出以生成電極。直接壓制技術(shù)將材料粉末充分混合后直接進(jìn)行壓制形成電極。圖：濕法電極和干法電極對比 表：濕法與干法工藝對比 圖：聚合物纖維化技術(shù)濕法電極技術(shù) 干法電極技術(shù)

溶劑

使用溶劑

無需溶劑，降本15% 生產(chǎn)效

7個(gè)步驟，干燥、溶劑回

5個(gè)步驟，無需干燥時(shí)間，生產(chǎn)時(shí)率 收耗時(shí)長（大于3小時(shí)） 間減少16.2%-21.4%兼容性不適用于厚電極和固態(tài)電

在制備厚電極方面具有顯著優(yōu)勢，%%16%%02制備工藝：疊片工藝簡化電芯、模組、系統(tǒng)設(shè)計(jì)疊片工藝降本增效：全固態(tài)電池則可實(shí)現(xiàn)電芯內(nèi)部串聯(lián)、升壓，采用層狀堆疊結(jié)構(gòu)等工藝過程。疊片工藝降低加工成本，同時(shí)節(jié)約電池空間，增加電池能量密度。與傳統(tǒng)電池差異：固態(tài)電池疊片工藝分為分段疊片和一體化疊片。分段疊片沿用液態(tài)電池疊片工藝，將正負(fù)極和固體電解質(zhì)層裁切成指定尺寸后按順序依次疊片后包裝。一體化疊片在裁切前將正負(fù)極和固體電解質(zhì)膜壓延成3層結(jié)構(gòu)，按尺寸將3層結(jié)構(gòu)裁切成多個(gè)單元，并將其堆疊后進(jìn)行包裝。圖：電芯內(nèi)部串聯(lián)封裝資料來源：《全固態(tài)電池生產(chǎn)工藝分析》_翟喜民等，長江證券研究所界面問題解決：針對聚合物全固態(tài)電池，通過加熱解決聚合物電解質(zhì)膜同正負(fù)極間的界面電阻；針對氧化物和硫化物電解質(zhì)膜，進(jìn)行壓制處理改善固體電解質(zhì)與電極之間的機(jī)械接觸。與傳統(tǒng)電池差異：需要在干燥或惰性氣體（如氬氣）中進(jìn)行，以避免材料與空氣中的水分或氧氣反應(yīng)。疊片后需要進(jìn)行壓實(shí)，使用單層疊片工藝，而傳統(tǒng)鋰離子電池可選Z型疊片。圖：固態(tài)電池疊片工藝%%17%%資料來源：《

All-solid-state

lithium-ion

andlithium

metal

batteries

–

paving

the

way

tolarge-scale

production

》_Joscha

Schnell,等，長江證券研究所02設(shè)備投資：輥壓設(shè)備環(huán)節(jié)價(jià)值量彈性大傳統(tǒng)電池的輥壓設(shè)備市場及行業(yè)競爭情況：一般1GWh鋰電池產(chǎn)能對應(yīng)需要配置1臺正極輥壓機(jī)和1臺負(fù)極輥壓機(jī)（雙機(jī)臺），但輥壓設(shè)備的配置要求根據(jù)下游客戶需求確定，屬于非標(biāo)定制類產(chǎn)品，不同需求的產(chǎn)品價(jià)格差異較大。主要設(shè)備公司：納科諾爾、先導(dǎo)智能、贏合科技、海裕百特等。干法電極、固態(tài)電池輥壓設(shè)備用量更大，從原來百萬級別價(jià)值量，或提升至千萬級別；且固態(tài)電池中電解質(zhì)要增加輥壓設(shè)備，需要3臺輥壓設(shè)備（可節(jié)省涂布設(shè)備）。涉足領(lǐng)域鋰電、碳纖維、特種芳綸等先導(dǎo)智能模切設(shè)備、卷繞設(shè)備、疊片設(shè)備、電芯組裝生產(chǎn)線、化成分容測試系統(tǒng)、智能倉儲物流系統(tǒng)等新型合漿系統(tǒng)、涂布設(shè)備、輥壓（分切）一體設(shè)備、鋰電、光伏、3C、智能物流、汽車、氫能、激光、機(jī)器視覺贏合科技涂布機(jī)、輥壓分切一體機(jī)、制片機(jī)、激光模切機(jī)、卷繞機(jī)、疊片機(jī)、電芯裝配線等鋰電、電子煙海裕百特輥壓機(jī)、輥壓分切一體機(jī)鋰電鋰電、燃料電池、光電和水處理等表：輥壓環(huán)節(jié)相關(guān)設(shè)備公司布局公司名稱 主要產(chǎn)品納科諾爾 輥壓機(jī)、輥壓分切一體機(jī)圖：傳統(tǒng)輥壓設(shè)備公司市場格局（2022年）23.4%21.9%14.1%5.6%35.0%納科諾爾贏合科技先導(dǎo)智能海裕百特其他輥壓設(shè)備市場規(guī)模（億元）單GWh輥壓設(shè)備價(jià)值量（萬元）2000 2500 3000 3500 40001002025303540300607590105120新增產(chǎn)線規(guī)模（GWh）5001001251501752008001602002402803201000200250300350400表：輥壓設(shè)備市場規(guī)模彈性測算浩能科技 涂布裝備、軋膜裝備、分切裝備資料來源：納科諾爾公司公告，長江證券研究所0218固態(tài)電池：設(shè)備環(huán)節(jié)梳理海目星%%19%%11月15日，公司發(fā)布公眾號，欣界能源發(fā)布的獵鷹高能量鋰金屬固態(tài)電池公司全程參與研制，并采用了公司供應(yīng)的新一代固態(tài)電池量產(chǎn)設(shè)備，在生產(chǎn)工藝的技術(shù)創(chuàng)新及量產(chǎn)穩(wěn)定性上都有了極大的技術(shù)突破。不僅在能量密度上得到突破，還成功攻克了固態(tài)界面融合與安全的難題。8月30日，公司披露半年報(bào)，公司已實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)固態(tài)電池中試線的交貨和量產(chǎn)。電解液含量低于5%，能量密度超過450瓦時(shí)/公斤。8月30日，公司正式披露與欣界能源簽訂了總金額高達(dá)4億元的固態(tài)電池設(shè)備采購訂單。與欣界能源在固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)⒂泻芏嗟暮献鲃?chuàng)新，包括材料學(xué)的創(chuàng)新設(shè)備開發(fā)，電池工藝和設(shè)備方面開發(fā)和大批量供應(yīng)等。7月4日，公司發(fā)布公告，海目星與欣界能源在深圳正式簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。雙方將在未來五年內(nèi)，在固態(tài)電池的設(shè)備研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈打造以及市場推廣等領(lǐng)域開展深度合作。利元亨11月22日，公司發(fā)布公告，公司已經(jīng)為清陶能源陸續(xù)提供了化成分容、激光焊接、激光模分一體機(jī)、電芯裝配線等設(shè)備，主要設(shè)備已完成交付。目前公司已經(jīng)成功開發(fā)出干法電極、固態(tài)電解質(zhì)壓制轉(zhuǎn)印、鋰銅復(fù)合設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備的樣機(jī)，并在極片絕緣膠框成形設(shè)備、高壓化成分容設(shè)備等方面取得了階段性成果。11月12日，公司發(fā)布公眾號，公司成功中標(biāo)國內(nèi)頭部企業(yè)的第一條硫化物固態(tài)電池整線項(xiàng)目，該項(xiàng)目覆蓋了固態(tài)電池生產(chǎn)的前段、中段和后段設(shè)備。10月11日，公司發(fā)布公眾號，公司亮相美國The

Battery

Show

North

America

2024

，公司在固態(tài)電池技術(shù)上已成功掌握全固態(tài)電池整線裝備的制造工藝，包括但不限于干法電極設(shè)備、鋰銅復(fù)合設(shè)備、電解質(zhì)壓制轉(zhuǎn)印設(shè)備、極片膠框成型設(shè)備和高壓化成分容設(shè)備。7月15日，公司發(fā)布公告，公司完成具有﹣50露點(diǎn)干燥環(huán)境要求的全固態(tài)實(shí)驗(yàn)室搭建，并已開展關(guān)鍵工藝驗(yàn)證。6月21日，公司發(fā)布公眾號，公司美國首條固態(tài)電池前段設(shè)備順利出機(jī)。5月23日，公司發(fā)布公眾號用于生產(chǎn)固態(tài)電池干法電極的核心裝備研發(fā)成功。已經(jīng)具備了生產(chǎn)固態(tài)電池的整線裝備研發(fā)與制造能力。11月20日，公司發(fā)布公告，公司推出固態(tài)電池中試線解決方案，探索干法工藝與設(shè)備在電極生產(chǎn)中的實(shí)踐應(yīng)用。公司推出了干法混合設(shè)備、成型設(shè)備等，通過干法工藝的應(yīng)用與改造，解曼恩斯特

決固態(tài)電池中試線所面臨的挑戰(zhàn)，以節(jié)省生產(chǎn)成本，提升電池生產(chǎn)良率與品質(zhì)。11月11日，公司發(fā)布公告，固態(tài)電池領(lǐng)域公司完善了“濕法+干法”工藝裝備的雙線布局。干法成膜疊加公司全新自研的新型陶瓷材料應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電池負(fù)極預(yù)鋰化，制備全固態(tài)電池電芯。8月30日，公司發(fā)布公眾號，公司與中科超能就固態(tài)電池領(lǐng)域簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將從單一的“產(chǎn)業(yè)合作”向“平臺共建”延伸。9月24日，公司發(fā)布公告，24年公司開發(fā)的濕法固態(tài)極片涂