机械一周解一惑系列：固态电池产业进展加速，设备企业有望受益

　　本周关注：津上机床、灿勤科技、博众精工

　　根据液态电解质占电芯材料混合物的质量分数分类，电池可细分为液态(25%)、半固态(5%~10%)、准固态(0%~5%)和全固态(0%)四大类，其中半固态、准固态和全固态3种统称为固态电池。固态电池中的固态电解质取代了液态电池的液态电解质、隔膜，缩减了电池包质量和体积，使得固态电池具备不易燃爆且热稳定性好、能量密度高、循环寿命长、充放电性能更好等优势。

　　氧化物、硫化物和聚合物是目前常见的三大类固态电解质。各类固态电解质的性能表现各有所长，在离子电导率方面，部分硫化物可以和液态电解质媲美，而氧化物凭借良好的力学性能和电化学稳定性成为较好的材料选择。目前，国际上主流厂家均以氧化物和硫化物这两种技术路线为主。氧化物代表企业为Quantum Scape。丰田、三星SDI、宁德时代、Solid Power、LG化学、松下等公司均选择理论性能最佳、但工艺难度极高的硫化物路线。国内部分新型固态电池企业目前亦集中于氧化物和硫化物，部分企业选择固液混合技术作为过渡方案使用。

　　全固态电池制程工艺主要包括电解质合成、成膜、电芯组装三个阶段。1）电解质合成包括原料的预处理、混合、烧结及烧结后的颗粒破碎微纳化等几个阶段，以LPSC的合成为例，经破碎后的LiCl、P4S10与Li2S充分混合，混合物经200-600℃，10-20h烧结后可获得LPSC块状物，对块状LPSC进一步破碎可获得不同粒径的LPSC粉末，其中用于全固态电池的正极层电解质粉末平均粒径通常要2μm，负极层要求更细，通常要1μm，常规电解质层粒径不小于4μm，需要合理的破碎工具结合粒径测试进一步明确。2）电解质合成后需要结合成膜工序分别进行电解质层成膜制备及正负极成膜制备，当前主要有湿法成膜和干法成膜两种制程工艺，湿法工艺成膜与液态电池有许多相似之处，且操作简单，工艺成熟，易于规模化生产，是目前最有希望实现固体电解膜量产的工艺之一，全固态电池湿法成膜工序中溶剂除水是重要的环节，溶剂残留会降低膜的离子电导率。干法工艺是将固体电解质与聚合物粘结剂进行纤维化分散，然后对混合物进行压碾成膜，干法成膜无溶剂残留，可获得更高的离子电导率。固态电池负极一般采用金属锂，电极制备主要是指正极极片，制备工艺也可以分为湿法和干法工艺，与传统锂电池的主要差别就是在电极中需要加入固态电解质组分，替代液态电解液。3）电解质成膜和电极制备工序段完成后，需要经过模切、叠片、热压、焊接、封装及等静压等工序，最终获得成品的全固态电池。

　　车企、电池企业加速布局，固态电池产业化研发和应用持续推进。国内厂商上汽、长安、比亚迪、宁德时代等均给出明确的固态电池量产时间，目前看到的信息，基本聚焦在2027年实现小批量上车，2030年实现规模化量产，将会率先搭载在高端车型上。此外，本田、日产、丰田、现代官宣已有投产专门的产线试生产固态电池。技术路线方面，国内外企业均聚焦于硫化物/氧化物。

　　投资建议：建议关注固态电池制造相关企业：先导智能、赢合科技、先惠技术、海目星、纳科诺尔、利元亨等。

　　风险提示：1）技术路线发生变更的风险。2）市场竞争的风险。3）下游需求不及预期的风险。

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民生证券 李哲