固态是锂电池的核心技术迭代，更是全球角逐龙头的新质生产力。自国家从高层开始力推低空经济后，基于低空飞行器对高能量密度电芯的刚需属性，全固态电芯规模化量产的必要性和产业趋势在加强，且低空经济对全固态电池的成本接纳程度高，有助于推广全固态电池实现0-1的规模化应用突破。天风研究推出【固态电池·问答系列】，电新孙潇雅团队针对五大热点问题进行了解答。
技术够“新”+空间够“大”。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。其高能量密度可以解决“里程焦虑”，安全性明显强于液态电池。低空经济等新场景应用成为其核心驱动力，高端电车领域应用广泛，市场规模广阔。政策推动低空经济商业化应用，低空经济涵盖消费与工业场景，市场设备数量快速增长。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。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。
资料来源：中国证券报公众号，汽车纵横AutoReview公众号，EVTank，北极星储能网等，天风证券研究所
独特固态电池工序，呼唤全新一代电池设备，打开广阔的市场空间。固态电池工艺的核心特点在于用固态电解质代替了液态电解质，分别为氧化物、硫化物、聚合物。相比液态电池，固态电池工艺有几大独特点，集中在前中段工序：1）正极材料需要与固态电解质形成复合正极；2）负极材料的制备有所不同；3）中段工艺中不可用卷绕，只能用叠片；4）取消注液环节。
资料来源：interact analysis公众号，天风证券研究所
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。
资料来源：Solid-State Battery Roadmap 2035+报告（Fraunhofer IS），天风证券研究所
由于湿法工艺的溶剂残留问题，干法工艺成为全固态刚需。干法工艺相比起传统湿法工艺有诸多优势，或将成为未来固态电池制造的主要方向。
资料来源：新材料在线公众号等，天风证券研究所
中段工序：叠片或代替卷绕成为固态电池主流，设备市场规模前景广阔。
叠片机或成为固态电池主流：固态电池由于其固态电解质的特性，如氧化物和硫化物韧性较差，叠片工艺会比卷绕工艺更加合适，可能成为未来的方向。固态电池叠片工艺与液态电池有显著不同，需要对原有叠片机进行改良。叠片机较卷绕机价值量更高，市场规模前景广阔。从传统的单条产线来看，一条产线需要10台卷绕机，按照300-350万元/台的价格，一条产线下卷绕机的价值大概3000-3500万元。一条产线需要的叠片机数量与电池片数有关，中航锂电的一条产线一般需要10台切叠一体机，按照600万元/台的价格，一条产线的叠片机价值量大概为6000万元，蜂巢短刀电池的一条产线需要20台切叠一体机，一条产线的叠片机价值量大概1.2亿元。在固态电池时代，叠片设备市场规模的前景有望更加广阔。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：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。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。先导智能是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，其订单已至欧洲、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。搅拌机领域：紧跟前沿干法电极技术，打开海外固态电池设备市场。赢合科技自主研发生产的首台干法搅拌设备已成功交付至国内头部客户现场；2024年6月，利元亨美国首条固态电池前段设备顺利出机。辊压机领域：一体化是干法辊压设备大趋势，国内厂商走在前头。2024年2月，锂电辊压设备龙头纳科诺尔联合清研电子重磅亮相干法电极成型覆合一体机，这台设备实现了电极膜成型以及电极膜与集流体复合的一体化，率先开启干法电极的产业化及国产化进程。目前公司干法辊压设备已经获得下游头部客户的订单。叠片机领域：随生产线出海东风，进军海外市场。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。硫化物固态电池性能卓越，最有希望满足电动汽车高能量密度的需求，被认为是未来动力电池的优先选项。电解质核心在硫化锂，堪称器人中的“丝杠”。硫化物电解质的重要性体现在：1）是从0-1的新材料；2）在全固态电池中成本占比高。硫化物电解质中核心原材料是硫化锂，从中长期降本逻辑看，能同时生产硫化锂和硫化物电解质的厂家有望是中长期的龙头。在不同工艺路线中，我们更看好溶剂法的降本潜力。固态碳管用量大幅增加系【固态电池有大量的电解质仅有离子导电性，需CNT提供电子导电】。单wh价值&高代产品利润率提升。
考虑到天奈科技在碳管市场的份额和目前固态、 半固态客户进展，我们预计其在固态电池放量下有望明显受益。据GGII统计分析，天奈科技2023年碳纳米管导电浆料出货量占中国碳纳米管导电浆料市场份额为46.7%，排名第一。目前市场上研究及开发类固态、半固态、全固态的电池厂家绝大部分都是天奈的客户。国产难度大+边际增量大（跟液态电池比）+格局优（产品壁垒高）1）干法电极设备-最大的边际变化增量之一【纳科诺尔】；2）跟液态比价值量提升+国产替代难度大，电解质（硫化锂）-我们认为液项溶剂法降本潜力更大【天赐材料】，其次建议关注【厦钨新能】、【有研新材】，【容百科技】（与基础化工团队联合覆盖）等；3）碳纳米管用量提升+单壁管竞争优势-【天奈科技】；4）最后回归电芯制造-【宁德时代】。宁德在液态电池领域已充分证明其在【材料体系】、【工程制造】的绝对优势，也是固态电池突破的关键点。
