2025年固态电池设备行业专题深度系列二：干法成膜——高性能固态电池量产的关键

制备电极片&电解质膜为关键，直接决定电池的性能&量产效果

固态电池核心工艺：制备正负极片、电解质膜是关键

前道制片是锂电池制造流程中的承上启下环节，直接决定性能表现与产线稳定性。在传统锂电池制造中，前 道制片环节主要指正负极片的成型过程，即通过浆料制备、涂布、烘干、压实等工艺，将活性物质均匀涂布 于金属集流体上，形成具备电化学功能的极片。该环节是电池制造流程中的承上启下部分，直接决定成品电 芯的能量密度、倍率性能与循环寿命，也对产线运行稳定性与后段工序良率产生关键影响。

全固态电池由于结构变化，前道制片除传统正负极片外，还需制备固态电解质膜，工艺难度与关键性显著提 升。全固态电池不再使用液态电解液，而以固态电解质膜承担离子传导功能。液态电池常用电解质为有机溶 剂+锂盐体系，如LiPF₆ 碳酸酯电解液；固态体系则主要采用氧化物（如LLZO）、硫化物（如LGPS）或高 分子材料（如PEO基）等。由于电解质形态由液态转为固态，缺乏流动性与自适应性，浆料分散、涂布均匀 、厚度控制、界面贴合等环节均更易产生缺陷；同时，固态材料体系间物理化学性质差异大，复合结构复杂 ，工艺窗口窄，稳定性与良率控制难度显著高于液态体系。

固态电池前道设备2029年市场空间有望达80亿元

我们假设（1）固态电池2025年陆续完成中试，2026-2027年陆续小批量装车，2028-2029年形成规模化量产，全球固态 电池产能有望从2024年的17GWh提升至2029年的200GWh，5年合计新增约183GWh。（2）当前中试阶段单GWh设备价 值量在5-6亿元，后续随着规模化量产及设备节拍提升有望降至2.5亿元/GWh。（3）海外中试进展2025年前快于国内， 但随着我国固态电池政策陆续落地，我国固态电池产业化进度有望超过海外玩家。

成膜工艺可分为干法、湿法，干法为高性能固态电池终局

干法、湿法均可制备固态电池，干法有望成为主流

固态电池前道制片工艺分为干法和湿法。①湿法工艺：仍采用溶剂体系，将电极/电解质材料与粘结剂混合成 浆料后进行涂布，再通过烘干完成成膜。②干法工艺：则取消了溶剂使用与烘干步骤，更依赖高剪切干混与纤 维化设备实现材料均匀分散与预成型，并通过多辊压实方式直接完成成膜过程。

湿法仍是固态电池产线的主要选择，干法凭借成本、工艺与材料适配等综合优势，正逐步成为下一代固态电池 前道工艺的主流方向。①湿法工艺：成熟度高、涂布均匀性好，与液态产线适配性强；但其依赖大量有机溶剂 与高温烘干，能耗较高，流程较长，对厚电极及水敏性材料支持有限。②干法工艺：相较之下，干法工艺采用 无溶剂制程，省去了溶剂处理与烘干步骤，仅通过机械方式实现颗粒粘结成膜，可显著降低能耗与制造成本， 提升材料利用率，同时具备更好的环保性与对水敏体系的兼容性。干法制片凭借其工艺优势，正逐步成为下一 代电池前道工艺的主流方向。

干法工艺在能耗、结构稳定性与材料兼容性上更具优势

相较于湿法工艺，干法工艺在能耗、成本、结构性能与材料适配性等方面具备显著优势，正逐步成为固态电池 前道制片的关键方向。①工艺流程更简洁，制造效率更高。干法工艺取消了溶剂配制、烘干与回收等流程，整 体流程缩短为5步以内，生产节拍提升明显，产线更紧凑。②能耗与制造成本显著降低，环保优势突出。干法免 除烘干与挥发性有机化合物（VOC）溶剂回收系统，单位电芯制造能耗可降低约38–40%，碳排放减少，整体制 造成本可下降10–20%。③结构更致密，支持厚极片与高能量密度设计。干法制备结构均匀、压实密度高，压实 提升可达30%，可支持 >10 mAh/cm²面容量，实现300+ Wh/kg、目标500+ Wh/kg 的能量密度平台。④循环性能 更优，界面稳定性更强。纤维化结构或颗粒压实形成稳定的骨架网络，材料间结合力强，有效降低活性物迁移 风险，提升循环寿命；无溶剂残留避免副反应，显著降低界面阻抗。⑤材料兼容性更好，适配固态体系制造需 求。干法制程无极性溶剂参与，更适配对水敏或溶剂敏感的锂金属、硅碳负极与硫化物、部分氧化物电解质， 是实现高能固态电池的理想制备工艺。

固态电解质材料体系多样，硫化物为主流技术路

固态电解质是固态电池的核心，可分为氧化物、硫化物、聚合物、卤化物四种技术路线，其中硫化物凭借电导率最高 、兼具加工性能成为目前的国际主流路线。 硫化物：电导率与加工性最佳，潜力最大，仍处研发期，质地软，适合挤压增强界面接触。 氧化物：稳定性与安全性最高，成本低但脆性大，加工难，电导率一般，主用于半固态电池。 聚合物：合成与加工简便，率先商业化，但常温电导率低，性能瓶颈明显，难以支撑规模化发展，未来更可能以辅材 形式与无机材料混用。 卤化物：性能均衡，兼具氧化物的高氧化电位与硫化物的高电导率与可塑性，具备成本优势与大规模应用潜力，近年 进展显著。但因还原电位偏高，无法直接匹配金属锂负极，需包覆等手段解决，整体性能与成本介于氧化物与硫化物 之间。

固态电池后续迭代导入高性能正负极，干法工艺适配性优 势愈发突出

未来电池能量密度提升，驱动正负极向高性能迭代。  负极材料：目前以石墨负极为主，短中期向硅基负极发展，长期有望切换至金属锂。锂电池负极材料目前以石墨为 主，具有高电导率和高稳定性等优势，但已接近理论比容量(372mAh/g)。（1）硅基负极理论比容量高(4200mAh/g) ，但存在体积膨胀(380%)、导电性差和SEI膜不稳定的问题，多与石墨掺杂应用。（2）锂金属负极理论比容量高 (3860mAh/g)，电位低(-3.04eV)，导电性优异，因此具有巨大潜力，但存在锂枝晶、循环时体积变化等问题。整体看 ，负极液态向硅碳负极发展，尤其CVD法迎来突破，但固态必然向锂金属负极迭代，其最具备性能潜力。 正极材料：短期沿用高镍体系，长期向超高镍、富锂锰基、高压尖晶石等高容量正极材料迭代。固态电池电化学窗 口更宽，因此可以使用的正极材料更为广泛。半固态/固态电池短期预计仍会沿用三元高镍体系，但或通过单晶化、 氧化物包覆、金属掺杂等手段进一步提升电压，从而提升电池能量密度。在固态电解质、金属锂负极等技术逐渐成 熟后，正极材料预计向超高镍、富锂锰基、高压尖晶石等新型体系进一步迭代。近期看，锰酸锂/镍锰酸锂尖晶石体 系进展快，未来有望迎来突破，富锂锰基能量密度最高，但存在循环寿命等一系列短板，远期有望迎来机会。

干法工艺提升能量密度与界面稳定性的两大关键：无溶剂残 留&高压实密度

干法工艺消除溶剂残留及其带来的界面结构缺陷。湿法工艺中使用溶剂配制浆料，虽然后续通过烘干工序去除 溶剂，但仍可能存在微量残留，引发界面副反应（如气体生成、SEI膜不稳定、金属溶出），影响电池的循环寿 命与安全性。更关键的是，溶剂蒸发过程会在电极内部形成微孔结构，导致材料颗粒间接触不紧密，固-固界面 贴合性差、压实密度低、离子传输受限。而干法制程中无溶剂参与，材料以颗粒直接压实成膜，结构更加致密 ，界面连续性与稳定性显著提升。

干法工艺通过结构优化实现更高压实密度，提升体积能量表现。相较于湿法中因溶剂、烘干、浆料流动性等限 制造成的收缩、起皮和厚度控制难题，干法工艺依赖物理压实与网络结构成膜，显著减少孔隙率，提升结构均 一性与机械强度。这使得干法电极具备更高的压实密度，单位体积内的活性物质含量更高，体积能量密度提升 明显，同时也优化了电子/离子传输路径，有助于提升倍率性能与界面循环稳定性。

干法成膜路径多种多样，看好纤维化为未来量产路线

干法成膜技术路径多样，各具优势与适配场景

干法成膜技术路径多样，各具优势与适配场景。当前较具代表性的六类干法制片技术包括①纤维化、②干法喷 涂沉积、③气相沉积、④热熔挤压、⑤直接压制和⑥3D打印。

不同路径在技术原理、适用材料、成膜能力、设备复杂度等方面存在差异，分别适用于大型、柔性电极、小尺 寸器件、厚极片等应用场景。

不同材料体系适配不同干法工艺路线

工艺路径的选择需综合考虑材料特性、制造成本与工艺良率的适配性，以实现性能与量产之间的最优平衡。

不同电极/电解质体系对工艺环境、膜层结构与界面稳定性要求差异显著，是决定具体工艺路径选择的关键因素 。①聚合物电解质：可适配湿法或干法挤出制备，膜厚可控，工艺简单，但离子导率有限；②氧化物电解质： 对致密性要求高，多需高温烧结成膜，适合搭配气相沉积或湿法流延，但加工难度大、成本高；③硫化物电解 质：具高离子电导率与良好压缩适应性，是产业主力路线，湿法制程虽可实现，但需全程干燥、低露点封闭环 境，干法压片与挤出更具实用性。④正极材料：主流高镍层状氧化物可适配干法热熔挤出或湿法工艺；⑤锂金 属负极：与硫化物/聚合物固态电解质匹配良好，多采用干法热压层叠或整体压片工艺，挑战在于界面稳定性控 制；⑥碳/硅负极：传统湿法成熟，干法路径中可采用喷涂、挤出或多孔支架包覆等工艺，仍需解决膨胀控制与 粘结性问题。

主流干法成膜路径普遍包括干混、压延致密化等关键步骤

当前干法方案中热熔挤压、干粉喷涂、聚合物纤维化工艺为主流工艺，普遍需要干粉混合 、 压延致密化 的关键步骤。聚合物纤维化工艺（如PTFE高剪切成膜）、热熔挤压工艺（干混颗粒经挤出+压延成型）、 干粉喷涂工艺（干粉高速沉积后热压定型）与直接压制尽管工艺原理差异明显，但各路径在工序上存在高 度共通性，除却中间环节不同，普遍包括干粉混合和压延致密化的关键步骤。另外两种新兴工艺3D 打印 与薄膜沉积则不需要干粉物理混料，需进行原料体系的配比优化与成膜前处理；薄膜沉积法无需压延，膜 层致密性由沉积工艺决定；3D打印视结构与用途而定，可结合热压提升致密度，但非必须环节。

纤维化：工艺成熟&产线兼容，有望成为量产路线

纤维化技术通过高剪切力将PTFE黏结剂拉伸为微纳纤维，形成支撑性三维骨架结构，实现无溶剂条件下电极成 膜。该技术最早应用于陶瓷与电子元件制造，后被Maxwell公司成功用于超级电容器干法制备并拓展至锂离子电 池，尤其适用于卷对卷连续生产体系。制备流程中，PTFE在高剪切空气流中纤维化，与活性材料、导电剂混合 形成棉絮状“自支撑干膜”，再经过热压与热覆工艺完成集流体复合。该路径工艺成熟、设备完善，成膜密度 高、无需溶剂、适配性强，已在LFP、NCM等正极材料中实现成功验证，具备产业化基础。

目前该技术在负极应用中仍面临黏结剂适配性差与结构稳定性不足等挑战。如PTFE在负极低电位下易还原分解 ，影响首次效率与循环寿命，尤其在石墨等体积变化较大的材料中表现明显。为此，已有研究尝试引入PVDF等 辅助黏结剂协同使用：PTFE提升成膜能力，PVDF（聚偏二氟乙烯，Polyvinylidene Fluoride）则提供更好的界面 黏附性与结构稳定性。此外，自支撑膜易断裂也是生产难点，提高PTFE纤维化程度与改善机械强度仍是关键； 未来发展方向包括拓展可纤维化黏结剂种类与提升多材料体系适配性。

固态电池出于特殊需求，新增预包覆、印胶等工艺

材料预覆膜：利用ALD覆膜可解决固态电池材料的多重痛点

硫化物全固态电池量产仍受固-固界面、电解质膜机械强度不足、硫化物毒性等问题影响。①固-固界面：固-固界面 接触为核心瓶颈，低界面接触导致电池能量密度、性能下降，且会发生化学副反应生成高阻抗界面消耗活性锂离子 ，从而影响循环寿命、倍率性能及电池可靠性。 ②机械强度：硫化物电解质膜杨氏模量<2 GPa，连续辊压会出现开 裂、断带等问题。③安全问题：硫化物遇水即生成剧毒H₂S，需设置产线露点到<-40 ℃环境，生产成本显著提高。

材料覆膜是固态电池正极、负极及电解质粉体在前道制备环节中的关键稳定化工艺。其主要作用是提升材料结构强 度、抑制界面副反应、优化成膜质量，并改善后续压制和循环过程中的界面稳定性。覆膜方式多样，其中 ALD（原 子层沉积）是典型代表，可实现高度均匀、可控的表面包覆：①构筑致密物理屏障，阻断正极与电解质之间的副反 应，抑制元素互扩散，避免高阻界面相生成；②改善固-固界面接触，提供连续离子通道，保障锂离子高效迁移；③ 具备良好力学适配性，有助于连续、快速卷对卷工艺的稳定运行。

印胶：为防止极片发生偏移导致短路，新增印胶设备需求

全固态电池采用叠片、等静压等工艺来集成正负极片，但在这些工艺过程中，极片容易发生偏移或倾斜，进而 引发短路问题。在全固态电池制造中，通常采用叠片工艺将正极、固体电解质和负极层叠集成，随后通过等静 压工艺确保界面紧密接触。但这一过程中，极片边缘容易因压力过大发生塌陷、错位或变形，导致正负极直接 接触而短路，影响电池安全和良率。同时，全固态电池为了保证界面接触，通常需要施加大压力，这也会增加 极片边缘变形导致内短路的风险。

全固态电池的正极、负极及电解质均为干态固体材料，普遍具备高脆性、低延展性、易碎裂等特征。固态电池 的正极材料（如 NCM、LFP 等）多为高密度烧结结构，断裂韧性约 0.8-1.0 MPa·m¹ᐟ²；负极材料（如硅碳复合、 锂金属等）延展性更差，韧性仅约 0.15-0.4 MPa·m¹ᐟ²；氧化物与硫化物类固态电解质多为陶瓷结构，断裂韧性 通常不足1.0 MPa·m¹ᐟ²（E.g. 氧化物约为0.5-1.0 MPa·m¹ᐟ²、硫化物约 0.2-0.3 MPa·m¹/²），仅为液态体系隔膜或复 合极片的十分之一，干态脆性材料在叠片与压合过程中极易破裂，导致离子通道中断、枝晶生长及良率下降。

重点公司分析

先导智能：率先打通固态电池生产整线设备，前道设备关 键性能表现突出

研发强度高，整线已打通并在客户中试线稳定量产。2024年研发人员占比>35%，硕博>20%，无锡/上海/珠海及 欧美多地建研发中心；自2020–2021年起加大干法电极、等静压等投入，研费/营收>10%。与宁德时代签署战略 合作，在固态、钙钛矿等协同攻关。已具整线交付能力，覆盖电极—电解质—组装—致密化—化成分容；中试 级整线已在客户稳定量产，并向国内及欧美、日韩头部车企与电池客户批量交付、获复购。

前道设备布局全面（干/湿法+共用），关键性能表现突出。（1）干法：创新性推出一体化混料-涂布量产线， 高剪切/双螺杆实现充分分散与粉体纤维化，厚度与面密度更稳定，易维护、易扩产。（2）湿法：配套高效制 浆、匀浆与涂布设备，搭载在线面密度/膜厚闭环控制与A/B面同步监控，实现成膜均匀、良率高、工艺窗口宽 。（3）共用：真空镀锂+复合转印协同，镀层均一、界面结合好，配套在线检测与安全策略，便于快速导入。

赢合科技：深度布局前道设备，已向龙头出货中试设备

深度布局湿法&干法固态电池前道设备，近期已向龙头客户出货中试设备。涵盖固态湿法涂布、固态湿法辊压、 固态电解质转印、干法纤维化一体设备及固态干法成膜等在内的全套核心前道装备。近期向国内某头部电池企 业发货的一批核心固态电池设备，包括固态湿法涂布设备、固态辊压设备及固态电解质转印设备，助力客户建 设中试线；未来有望充分受益于固态电池产业化。

锂电设备业务国内外需求共振。①随着国内头部锂电池厂商开工率提升及扩产规划持续推进，2024Q4起国内锂 电设备行业复苏趋势逐步确立。今年1月，公司接连中标国内头部客户大单，包括涂布、辊分及组装线订单。② 海外锂电池扩产需求明确，2024年公司陆续取得欧美、日韩、印度、东南亚等地区的锂电设备订单，出海已实 现较大突破。

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。）