2025年固态电池行业深度报告：潮涌先立樯，设备启新章

固态电池设备核心要点总结

固态电池生产流程：难点在于固态电解质成膜工艺、电池集成

全固态电池生产流程的难点在于固态电解成膜、固态电池集成，其中最核心的环节为固态电解质成膜，相比液态电池设备的精度和能力 要求大幅提升。 固态电解质成膜需使用干法工艺，难点在于固态电解质膜的厚度、材料分散的均匀性和负极的平整度的控制，要求为微米甚至纳米级别 。固态电解质层厚度为30-40μm，对于PTFE原纤维化后的取向性和均匀性要求极高，才能减少缺陷和孔洞的产生，因此对设备的精度 和均匀度要求较高，主流通过挤压流延、静电喷涂等方式生产 。负极侧锂金属平整度极其关键，直接影响到循环和快充性能，若无法达到纳米级平整度，可能容易产生锂枝晶问题，电池性能进而极速 衰减跳水。

干法工艺：粘接剂原纤维化是目前主流的干法路线

干法制膜工艺包括：粘接剂原纤化法和静电喷涂法，其中粘接剂原纤化是主流，静电喷涂法在后续的可加工性、粘连稳固性、电极柔韧和耐久上表现不如粘 接剂原纤化法。2019年特斯拉收购 Maxwell 公司，Maxwell主要采用粘接剂原纤化制膜，而特斯拉目前也是采用粘接剂原纤化法制造自支撑膜。

粘接剂原纤化法是将活性物质粉末与导电剂混合后加入PTFE等粘接剂，然后对干混合物施加外部的高剪切力，由于PTFE范德华力较低，堆积松散，在外部剪 切力的作用下会从团聚物变成原纤维，原纤维呈网状粘合电极粉末，最终挤压混合物形成自支撑膜。

静电喷涂法是用高压气体预混活性物质、导电剂以及粘接剂颗粒，在静电喷枪的作用下使粉末带负电荷并喷至带有正电荷的金属箔集流体上，然后对载有粘 接剂的集流体进行热压，粘接剂融化后会粘连其他粉末并被挤压成自支撑膜。

粘接剂：常用的原纤化粘接剂包括PTFE、ETEF以及FEP，传统PVDF由于不可进行原纤化因此不适配干电极工艺。PVDF仍可以利用静电喷枪将PVDF和其他 活性颗粒喷到集流体上，对混合物热处理后进行压延制膜。但是粘连效果不佳，PVDF的粘附强度不到FEP的1/4。其原因是 PVDF 较活性颗粒的粒径太大， 削弱了粘连效果，且会降低电极膜的稳定性。

PTFE是最优粘接剂选择。原因如下：1）聚合分子量较大，可形成更长的原纤维；2）惰性强且抗腐蚀；3）机械性能良好。但目前国内电池级PTFE占比较少 ，量产仍需2-5年。

干法电极及固态电解质膜工艺：与全固态电池相容，粘结剂更换为PTFE等材料

全固态电池以干法工艺为主，优势是提升生产效率、降低成本，难点在于混合均匀，粘结剂更换为PTFE等材料。传统湿法电极工艺存在成本较高、工艺复杂 、NMP溶剂有毒等问题，而干法电极工艺是一种无溶剂化的生产技术，使用高剪切和/或高压加工步骤来破碎和混合材料，电极膜结构形成更厚，粘结剂则以 纤维状态存在，不会阻碍电子和离子传导，导电性好，节省了材料、时间和人工等生产成本。但其难点在于市售的粘结剂颗粒较大，难以均匀分散，进而造 成了干法电极良品率低等问题。在干法技术的赋能下，固态电池的极片、电解质膜制造更适配规模化量产。

半固态电池仍以湿法电极工艺为主，而全固态电池需更换干法电极工艺。成膜工艺是固态电池制造的核心，不同的工艺会影响固体电解质膜的厚度和离子电 导率。半固态电池中，材料体系变化有限，因此主要使用传统湿法电极工艺。而全固态电池中，硫化物电解质对极性有机溶剂极为敏感，同时金属锂与易于 溶剂反应，此外膨胀更加严重，传统的PVDF-NMP体系粘结强度有限，而干法电极中由PTFE原纤维化构成的二维网络结构，可以抑制活性物质颗粒的体积膨 胀，防止其从集流体表面脱落，预计主要使用干法电极工艺。

前段工艺:引入干法电极技术

前道工艺及设备：核心变化是引入干法电极

前道工艺：核心变化是干法电极设备及固态电解质干法成膜设备有望逐步替代传统湿法设备，前段设备的价值量提升。干法工艺采用干 法搅拌、混合技术，相比液态电池需保证电解质粉体干燥并惰性气氛中温和搅拌、振动；采用干法涂布技术，省去烘干设备而对辊压设 备要求提升，同时通过热复合实现活性物质和集流体的整合。

搅拌机：实现干法电极制备的先道设备，对密封、防潮性能要求高

干法搅拌：由于固态电池采取干法电极工艺，其电解质制备环节需采用干法搅拌方法，即在真空或惰性气氛中，以机械搅拌及振动方式 ，使固态电解质粉体均匀化且与正负极材料充分接触。涉及到的设备是搅拌机，主要作用是进行干法搅拌+振动，实现电解质浆料的初 步分散。

传统湿法搅拌机：双行星搅拌机为主流工艺，实现电解质浆料或复合浆料的均匀分散。湿法搅拌多通过双行星搅拌机进行工作，其利用 流体力剪切分散由活性材料、粘结剂、溶剂等配成的浆料，并通过行星齿轮传动实现公、自转，形成一个不随搅拌器转动而改变的湍流 流场以实现物料的无死角均匀混合，最终实现浆料混合的过程。

干法工艺对搅拌机提出更高的要求：在压实密度和能量密度上，干法搅拌工艺优于传统湿法工艺。为确保干法搅拌工艺的优越性能得以 发挥需保证：1.无溶剂：保持粉体干燥，防止电解质性能退化。2.惰性气氛：对敏感材料（如硫化物）避免氧化。3.温和混合：避免破 坏颗粒形貌与界面结构。

混合机：固态电池设备更侧重于高剪切或高能量输入

固态电池和传统液态锂电在混合/混料环节的主要区别在于：前者采用干法混合以适应无溶剂固态电解质的特性，后者采用湿法浆料混 合并需脱泡和烘干以制备涂布浆料。液态电池混合设备强调对浆料的分散、脱气与粘度控制，典型设备包括双行星真空搅拌机和螺带式 混合机；而固态电池混合设备则侧重于高剪切或高能量输入以实现固、固、固组分的均匀干混和预压制，主要设备有强力混合机、VC 高效混合机、双螺杆挤出机及干法辊压一体机等。固态混合的干法工艺不仅避免了传统溶剂残留和高能耗烘干，还能制造更厚、更均质 的电极，显示出在多种技术路线固态电解质制备中的显著优势。

曼恩斯特在干法工艺的各个环节研发了相关设备，已初步完成干法前段整线的成膜技术布局，涵盖强力混合机、VC高效混合机、陶瓷 双螺杆挤出机、造粒机，以及压膜复合一体机等系列设备。

利元亨真空捏合机、三维回转混合机、行星球磨机产品已在磷酸铁锂固态、硫化物固态中试线中交付整套干混工艺设备。

中段工艺：取消注液工艺，电池集成多采用叠片软包方式

中道工艺及设备：省去注液过程，电池集成多采用叠片软包工艺

中道：在全固态电池的生产流程中，无需进行注液，且电池集成多采用叠片软包工艺。固态电池的固态电解质具有脆性特性而且硬度较 高，对分条模切机刀具硬度、耐磨性和锋利度要求更高；引入了胶框印刷技术提升固态电池极片贴合度，避免内短路问题；同时采多采 用叠片工艺进行电池组装，热压处理致密化后最终通过激光焊接工艺完成极耳焊接并组装。

分条模切机：分条+模切批量化定型，精度控制要求提升

分条通过多组圆刀在恒定张力下将宽幅卷材纵向切割成预定宽度的窄带，保证尺寸一致性与边缘质量；模切则通过施加压力、冲击或激 光切割等方式，对分条后的带材按特定形状冲切成电芯所需的尺寸和图案，实现所需几何形状的批量化定型。

对于传统液态锂电，由于极片主体为浆料涂布后连续柔性卷带，分条和模切均可在室温及较低压力下进行；而固态电池的极片往往为干 式压制或干法涂布的致密化材料，附着在金属集流体上的固体颗粒层硬度及脆性更高，对分条模切的精度和稳定性，刀具硬度、耐磨性 和锋利度要求更高，以避免微裂纹、局部剥离或粉化。

近年来，激光分条、超声波模切、专用高刚性分条刀轴等工艺在固态电池领域取得进展，为满足更高精度和更严苛的材料特性提供了新 方案。

胶框印刷机：印刷胶框以形成支撑并避免短路

全固态电池采用叠片＋等静压的装配方式，去除了注液工序，但高压力下极片边缘易发生变形，引发正负极直接接触的内短路风险。因 此为防止变形、短路，引入胶框将树脂印刷到电极极片或电解质膜边缘位置形成回形框，为后续叠片、组装等工艺提供精准定位基准。 同时在压力下起到支撑和绝缘作用，可以有效防止叠片与等静压过程中边缘变形导致的内短路，并兼具阻隔水分的功能，保证电机和电 解质处于干燥。 根据利元亨公开专利《固态电池极片胶框覆合方法、装置及叠片设备》，固态电池胶框复合流程为： 1）在料带膜上设置固态/半固态胶框；2）将片状电极膜置于胶框内周形成极片电极膜；3）进行压合实现粘连；4）剥离料带膜。

后段工艺：升温升压下进行，降低能耗成为竞争要点

化成工艺：充放电过程以激发电池活性物质实现“初始化”

化成工艺：充放电过程以激发电池活性物质实现“初始化”。化成时电极表面形成一层钝化层，即固态电解质界面膜( SEI 膜)，SEI 膜 的好坏直接影响到电池的循环寿命、稳定性、自放电性、安全性等电化学指标，满足二次电池密封“免维护”的要求。 SEI 膜的形成过程，即电化学反应过程。在电压达到一定值时，在负极表面会发生一系列的物理化学变化(电解质的分解；石墨表层的 膨胀等)。SEI 膜具有多层结构，靠近固态电解质的一端较为致密，该膜在电极和电解质中间充当中间相，具有固态电解质的性质，且 只允许锂离子自由通过，而对电子绝缘。

分容工艺：固态电池通常在升温环境中进行

分容工艺通过对电池进行标准化的充放电循环，测量其实际容量和性能参数。根据测量参数对电池进行组配，以保证组成电池包的电池 其电容量具备一致性。由于分容与化成原理相近，故化成、分容多在一个设备内完成，即化成分容柜。

由于固态电解质在室温下的离子电导率较低，分容过程通常需要在升温环境中进行，以提高离子迁移速率。因此，固态电池分容机需配 备精确的温控系统，确保测试环境的稳定性；而液态电解质具有较高的离子电导率，通常在室温下即可进行分容测试，对温控系统的要 求相对较低。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）