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发表于 2025-11-16 07:13:04 东方财富iPhone版 发布于 上海
专项资金投向关键设备研发的研究报告

中央财政1200亿元专项资金中30%投向关键设备研发的深度研究报告

研究背景与目标

2025年,中国固态电池产业迎来了历史性的政策红利期。中央财政全年预计投入1200亿元专项资金支持固态电池产业发展,这一数字相比2020年的50亿元增长了23倍,充分体现了国家对这一战略性新兴产业的高度重视。更为重要的是,这一投入呈现出明显的结构性特征,根据工信部的资金分配方案,42%的资金投向电解质材料量产,30%用于关键设备研发,20%支持企业产能扩张,8%用于标准体系建设和人才培养

本研究聚焦于30%这一关键比例,即360亿元的设备研发专项资金,旨在深入剖析这笔巨额投资的具体投向、技术内涵、产业影响以及未来前景。固态电池作为下一代电池技术的核心方向,其产业化进程高度依赖于关键设备的技术突破和产业化应用。因此,理解和分析这360亿元的投资布局,对于把握固态电池产业发展脉络、评估投资机会、制定产业策略具有重要意义。

本报告将从技术深度、产业格局、投资价值和发展趋势四个维度,对固态电池关键设备研发进行全面深入的分析,为相关企业、投资者和政策制定者提供决策参考。

一、关键设备技术深度解析

1.1 电极制备设备技术壁垒与突破方向

固态电池的电极制备设备是整个生产流程的起点,也是技术变革最为剧烈的环节。传统的湿法电极工艺在固态电池生产中面临诸多挑战,特别是在处理对湿度敏感的硫化物电解质时几乎无法应用。因此,干法电极设备成为固态电池产业化的核心增量设备。

干法电极设备的技术原理基于完全无溶剂的制备工艺。其核心技术包括三个关键环节:首先是高速剪切混合技术,通过30m/s的高速剪切和10:1的球料比进行球磨,使粘结剂、导电剂在活性物质表面的覆盖均匀度超过90%,彻底解决了湿法工艺的"梯度分布"问题。其次是静电喷涂技术,混合好的粉料在压缩空气作用下雾化喷附在金属集流体表面,随后在高压静电作用下使材料与集流体分别带有正电荷与负电荷,从而实现牢固附着。第三是多辊压延技术,通过多级辊压形成密度高、表面均匀的高性能干态电极膜,再与集流体热压覆合形成结构致密且厚度均匀的电极片。

在技术突破方面,国内企业已经取得了显著进展。曼恩斯特的14辊双面同步成膜工艺代表了当前最高技术水平,该工艺突破了传统单面成膜的局限,实现了双面极片同步成形,膜厚波动控制在±3μm以内,远超行业平均水平。更为重要的是,曼恩斯特采用了全陶瓷干法双螺杆纤维化机,机筒内衬与螺纹元件均采用陶瓷材质,有效避免了金属异物引入,同时结合干法工艺先天优势,可以有效降低电芯内部短路等安全隐患。

先导智能作为全球锂电设备龙头,其全自主研发的干法涂布设备具备宽工艺窗口,操作维护便捷,能满足产品幅宽1000mm、厚度40μm-300μm、负极速度80m/min、正极速度60m/min的生产需求。该设备采用物理辊压工艺,成功解决了硫化物电解质遇溶剂失效的行业难题,可直接生产固态电池用复合电极材料。

赢合科技推出的第三代干法搅拌纤维化+干法成膜全固态工艺,攻克了粉体搅拌、纤维化、均匀铺粉、多辊电极转移、多辊厚度闭环、电极切边、电极复合七大核心技术。通过这些技术的集成应用,赢合科技的设备使极片制造效率提升50%,生产成本下降25%

1.2 电解质处理与封装设备技术创新

电解质处理与封装设备是固态电池生产中技术难度最高的环节之一,主要包括真空热压设备、激光焊接设备等核心装备。这些设备不仅需要满足固态电池特殊的工艺要求,还要解决固-固界面接触、材料热敏感性等技术难题。

真空热压设备的工作原理基于高温高压协同作用机制。设备通过真空泵将加热腔内的空气抽出,创造接近真空的环境(通常低于10^-3 mbar),以防止氧化和气体滞留。同时,采用电阻或感应加热方式,通过液压缸驱动的压头进行上下加压。在典型的工艺参数中,温度控制在100-300C范围内,单轴压力达到10-50MPa,能够有效消除材料孔隙并促进颗粒间结合。

固态电池专用的真空热压设备在技术参数上有更高要求。以先导智能的解决方案为例,该设备采用高精度伺服电缸系统,能够稳定实现并维持高达45MPa以上的超高面压,压力精度达到±1.5%RD。其百吨级的作用力输出与"零泄漏、高稳定"的特性,完美满足了固态电池生产的严苛压力环境需求。

激光焊接设备在固态电池封装中面临独特的技术挑战。首先是材料热敏感性问题,许多固态电解质(尤其是硫化物电解质)对温度非常敏感,焊接过程中产生的热量如果不能得到精确控制,可能会导致电解质分解、性能下降乃至失效。其次是固-固界面要求高的问题,固态电池内部是层压的固-固界面,焊接时需要保证这些界面在焊接后依然保持良好的接触和稳定性,不能因为焊接应力导致界面分离或损伤。

为解决这些技术难题,设备企业开发了多种创新技术。例如,采用超快激光蚀刻刻槽技术解决硫化物极片易碎难题,良率达到98%;开发UV打印一体化解决方案,实现激光干燥、制片、绝缘制痕和叠片一体化集成。大族激光的"族金"系列手持激光焊接机针对储能焊接领域的特殊需求,解决了变形控制要求高、效率与一致性需求、工作环境限制等多重挑战。

1.3 检测与辅助设备技术升级

检测与辅助设备是确保固态电池质量和性能的关键保障,主要包括高压化成分容设备、全生命周期检测设备等。这些设备在技术要求上相比传统液态电池有了质的飞跃。

高压化成分容设备是固态电池生产中最具特色的设备之一。由于固态电池的固-固界面接触特性,其化成过程需要极高的压力条件。常规液态电池的化成拘束压力要求仅为3-10吨,而固态电池的化成拘束压力要求达到60-80吨(10MPa压强/单个电芯)。单个电芯所需压力最高要提升至200吨,是液态电池所需压力的40倍以上

利元亨的高压化成分容设备代表了当前的先进水平,其层板最大载荷达到80吨,高压夹具采用卧式层推结构,层板平面度≤0.1mm,层板温度精度±3℃,压力控制精度±2.5%RD,设定分辨率1kg。智佳能专为固态电池高能量密度特性研发设计的设备,可实现高达80吨的化成压力,控制精度高达±0.4吨,系统性地解决了固态电池在化成过程中面临的固固界面接触关键技术难题。

全生命周期检测设备采用了多种先进的检测技术。在无损检测方面,同步辐射X射线断层扫描可实现三维重构电池内部结构,分辨率达到纳米级别;原位X射线衍射(XRD)用于监测电极材料晶格参数变化,揭示相变机制;拉曼光谱技术通过分子振动模式分析界面化学反应;红外光谱技术检测固态电解质中锂盐的分解产物。

在电化学性能检测方面,电化学阻抗谱(EIS)用于动态分析界面电阻与离子传输特性;恒电流间歇滴定技术(GITT)精确测定锂离子扩散系数。HIOKI日置推出的粉末阻抗测量系统专门针对固态电池高频阻抗特性与干电极工艺研发,可同步测量电池材料研究中至关重要的阻抗、厚度、压制压力三大参数。

ZEISS InCycle Pro原位FIB系统代表了检测设备的最高技术水平,该系统能够在宽温域(-100C至100C)和高压条件(最高125 MPa)下模拟多样工况,实时监测电池在不同压力、温度下的阻抗变化与界面行为,为优化电解质配方和界面稳定性提供关键数据支撑。

1.4 技术发展路线图与专利布局

固态电池设备技术的发展呈现出清晰的路线图。从技术路线选择来看,我国全固态电池已逐步趋向硫化物基固态电解质,正极采用高镍三元/富锂锰基,负极为硅碳负极/锂金属负极,目标能量密度为400-500 Wh/kg。在技术发展阶段上,2025-2026年是中试线密集落地期,2027年全固态电池将实现小批量装车,2028-2029年在低空经济、机器人等高价值量领域率先放量,2030年进入中高端动力领域规模化应用。

在专利布局方面,中国已经实现了历史性超越。从专利申请所在地看,截至2022年9月,日本是全球固态电池专利布局最多的国家,约占30.4%,中国约占26.2%。但这种情况在2024年就完成了攻防互换,截至2024年5月,中国是全球固态电池专利布局最多的市场,约占31.4%,日本约占27%。截至2025年5月,中日差距进一步扩大,中国固态电池专利布局约占35%,日本约占25%

在企业专利布局方面,宁德时代在全球范围内(中国、美国、欧洲、日本、韩国)申请了数千项与固态电池相关的专利,形成了强大的专利池,覆盖硫化物、氧化物电解质的合成配方、改性方法,独特的电芯结构设计、界面层结构、电极结构等核心技术。韩国三大电池巨头(三星SDI、LG新能源和SK On)截至2024年累计专利申请量约3,500件,占全球15.6%。

在高校和科研机构方面,清华大学围绕LLZO(锂镧锆氧)体系构建了包含127项核心专利的技术壁垒,覆盖晶格掺杂、烧结工艺、薄膜制备等多个维度;中国科学院物理研究所、浙江大学、复旦大学、北京理工大学等机构在氧化物电解质、硫化物界面稳定层、聚合物复合电解质方向形成密集专利群。

特别值得关注的是,界面工程作为制约固态电池循环寿命与倍率性能的关键瓶颈,近年来专利布局呈现爆发式增长。2022-2024年全球界面调控专利年均复合增长率高达38.7%,主要集中在人工SEI膜构筑、原位聚合界面层、梯度化界面设计及多尺度应力缓冲结构等方向。

二、产业现状与竞争格局分析

2.1 市场规模与增长态势

固态电池设备市场正处于爆发式增长的前夜。根据不同机构的统计数据,虽然在具体数值上存在差异,但增长趋势高度一致。GGII测算显示,2025年全球固态电池设备市场规模将突破300亿元,2023-2025年复合增长率达120%。中商产业研究院的预测相对保守,认为2025年全球市场规模将达到69.3亿元,但2030年将超过千亿元。

从市场结构来看,当前固态电池设备市场仍以半固态电池设备为主。2024年全球固态电池设备市场规模约40亿元,其中半固态电池设备占比96%(38.4亿元),全固态电池设备仅占4%(1.6亿元)。这种结构反映出固态电池技术仍处于从半固态向全固态过渡的阶段。

中国作为全球最大的新能源汽车市场和电池生产基地,在固态电池设备市场中占据核心地位。预计2025年中国固态电池设备市场规模将达29亿元,2028年增至89亿元。从全球产能预测来看,2025年全球固态电池产能预计50GWh,带动设备需求100-150亿元;2030年全球固态电池产能预计1000GWh(渗透率20%),设备需求将达到1000-1500亿元,2025-2030年复合增速为50%-60%。

从技术路线的市场需求来看,硫化物路线因其优异的离子电导率被视为主流方向,氧化物路线次之,聚合物路线因电导率低(10^-5到10^-6 S/cm)、易失控等问题发展受限。2027年全固态电池设备增量市场空间预计达到25亿元,并有望以122%的CAGR增长至2030年达到273亿元。

2.2 主要参与者与竞争格局

固态电池设备市场呈现出明显的寡头垄断特征。在整线设备市场,CR3(先导智能、璞泰来、赢合科技)超过**60%的市场份额。在细分设备领域,固态电池叠片机前五大厂商(Manz、赢合科技、利元亨、先导智能等)占据44.93%**的市场份额。

先导智能无疑是市场的绝对领导者。根据弗若斯特沙利文数据,按2024年收入计,先导智能是全球最大的锂电池智能装备供应商,全球市场份额达15.5%,中国市场占有率19.0%。在固态电池设备这一更前沿的领域,公司已成为全球唯一提供全固态电池整线设备的厂商,市占率超过70%。有市场信息称其全球固态电池设备市占率超过50%。

先导智能的技术优势体现在多个方面:全球唯一实现全固态电池整线设备覆盖,兼容硫化物/氧化物路线,独创干法电极工艺可使生产效率提升50%,设备国产化率超90%。在订单方面,先导智能占宁德时代/比亚迪干法辊压设备采购量50%以上,国内市占率23.4%,2025年产能规划翻倍。2025年前三季度,先导智能新签订单超200亿元,其中固态电池设备占比超30%,并获得宁德时代德国工厂276亿港元扩产项目核心订单。

赢合科技利元亨作为第二梯队的代表,凭借整线解决方案能力占据竞争制高点。赢合科技推出的第三代干法混料纤维化+干法成膜工艺集成化设备,通过七大核心技术实现了极片制造效率提升和成本降低,设备技术可适配硫化物、氧化物等主流固态电解质体系。利元亨自2020年开始布局固态电池设备业务,专注于干法电极、固态电解质压制转印、锂铜复合设备等核心技术,围绕固态电池的整线生产提供解决方案,已向广汽交付硫化物路线整线设备。

在细分领域,宏工科技、海目星、纳科诺尔、曼恩斯特等企业展现出强劲竞争力。海目星凭借激光技术切入固态电池市场,中试线阶段就拿下多个千万级订单,2024年又签4亿元量产设备大单。纳科诺尔在辊压设备领域具有先发优势,手持20亿订单,截至2025年6月30日,公司出口产品累计突破2亿元,积极开拓东南亚、欧洲及北美市场。

2.3 国产化进程与技术差距

中国固态电池设备的国产化进程取得了显著成就。目前我国锂电设备整体的国产化率已经达到90%以上,其中关键工序的设备国产化率也达到80%以上。在固态电池领域,部分企业的设备国产化率甚至达到了100%,如国轩高科的0.2GWh全固态中试线,核心设备100%国产化,已开启装车路测。

先导智能作为行业龙头,其设备国产化率超过90%,占宁德时代/比亚迪干法辊压设备采购量50%以上。然而,需要清醒认识到的是,虽然整体国产化率较高,但在核心精密部件方面仍存在进口依赖,设备成本占生产线总投资的30%-40%。

在与日韩的技术对比中,中国企业展现出独特优势。中科院青岛能源所武建飞团队研发的室温离子电导率达12mS/cm的硫化物材料,配合自主开发的叠片工艺,成功将20Ah软包电池的循环寿命提升至4000次,容量保持率80%。这种技术路线不仅解决了低温性能问题,还将生产成本降低至日本同类产品的58%。青岛中试线采用的全自动生产线,将电池组装精度提升至微米级,生产效率较日本同类产线提高40%

更令日本焦虑的是设备依赖问题:本田固态电池示范线因核心设备需从中国进口,投产时间推迟至2026年。根据国际能源署报告,中国固态电池专利占全球58%,日本占21%。中科院团队研发的硫化物电解质合成工艺,将烧结温度波动控制在±0.3℃,远超日本±1.5℃标准。

2.4 技术路线多元化对设备需求的影响

固态电池技术路线的多元化给设备企业带来了机遇与挑战并存的局面。目前主流的三大技术路线各有特点:硫化物电解质离子电导率最高(10^-2~10^-3S/cm),但对环境敏感(遇湿产生H2S),需惰性气氛生产,设备密封性与环境控制成本占总成本30%以上;氧化物电解质热稳定性好,但脆性高,界面接触差,需高温烧结或复合聚合物优化;聚合物电解质加工性能优,但常温电导率低(10^-5~10^-6S/cm),需加热使用。

不同技术路线对设备的需求存在显著差异。在电解质层制备方面,氧化物体系需要流延机或磁控溅射设备成膜;硫化物体系需要真空蒸镀机与热压成型设备;聚合物体系需要溶液浇铸和热压设备。特别是对于硫化物电池,对生产车间的环境要求更高,不仅要更严格的低管控,设备还要增加防毒和防爆设计。

设备企业通过多种策略应对技术路线的多元化挑战。利元亨以"全科医生"级平台化能力应对行业分化,其设备平台兼容硫化物、卤化物、氧化物及聚合物等全技术路线,同时覆盖半固态与全固态电池生产,从电极制备到化成分容实现全流程贯通。通过模块化架构设计,产线可快速响应客户工艺迭代需求,改造周期大幅缩短。

赢合科技采用双路线布局策略,打通湿法+干法双工艺路径,第三代干法混料设备效率提升30%,湿法涂布精度达±0.5μm,适配氧化物/聚合物复合电解质。同时攻克硫化物电解质三级防护技术(无氧环境、防爆设计、毒性处理),电极辊压与电解质热复合一体机支持多技术路线柔性配置,效率提升30%。

从市场应用来看,不同技术路线的应用场景已经初步分化:高端电动汽车、低空飞行器等对能量密度要求高的领域将优先采用硫化物路线;安全性要求高的领域可能选择氧化物路线;而消费电子和低速车领域则可能采用聚合物路线。

三、投资价值与回报分析

3.1 360亿元资金的分配机制与支持方式

中央财政1200亿元专项资金中,用于关键设备研发的360亿元采用了多元化的支持机制。根据相关政策文件,重点研发计划资金实行多元化投入,资金来源分为中央财政资金和其他来源资金,其他来源资金包括地方财政资金、单位自筹资金以及从其他渠道获得的资金。

在具体支持标准方面,单个项目最高补贴达到2亿元,并设立100亿元专项基金重点支持硫化物、氧化物等关键材料体系建设。更值得关注的是,政府资助通常要求企业进行配套投入,业内普遍的配比可达1:10甚至更高。这意味着,若企业获得10亿元政府支持,则企业自身需配套投入约100亿元,整体将撬动超过110亿元的研发与建设资金。

在税收优惠政策方面,财政部联合税务总局出台专项税收优惠,对固态电池研发费用加计扣除比例提升至150%,设备投资抵税额度最高达30%。这些政策措施与专项资金形成协同效应,大幅降低了企业的研发成本和投资压力。

地方政府也出台了相应的支持政策。例如,搭载半固态电池的车型能拿1.5万元/辆补贴,全固态车型补贴直接翻倍到3万元,政策一直延续到2027年。上海嘉定对固态电池企业研发投入按10%奖励,最高500万元;天津、东莞等地也推出最高400万元、300万元的专项补贴,从国家到地方形成政策合力。

3.2 设备企业的盈利能力与投资回报

固态电池设备的高技术壁垒带来了显著的盈利优势。固态电池设备毛利率预计可达40%-45%,显著高于传统锂电设备的35%。部分领先企业的固态电池设备毛利率甚至达到45%-50%,高于传统设备10-15个百分点,推动综合毛利率从2024年的32%升至2026年的38%。

以先导智能为例,公司2022-2024年锂电设备毛利率在39%左右,2025H1受前期行业周期影响毛利率有所波动,但随着行业复苏后续有望持续提升。杭可科技2025H1公司整体毛利率为24.53%,虽然同比下降5.39个百分点,但Q2单季毛利率已达26.36%,环比提升5.31个百分点,显示出盈利能力的显著修复。

在投资回收期方面,根据行业测算,具备完整技术闭环与下游绑定能力的企业,其中试线投资可在量产启动后24-30个月内收回成本,而技术路线选择失误或客户导入滞后者,回收周期可能延长至40个月以上。

从具体项目的财务分析来看,以某固态电池生产线项目为例,正常运营年产值86786.67万元,总成本75250.55万元,净利润8652.09万元,财务内部收益率17.29%,财务净现值39054.00万元,回收期4.26年(含建设期12个月)。

在设备投资成本方面,固态电池设备投资成本显著高于传统设备。单GWh固态电池整体设备成本约4-5亿元,而液态电池约1.5-2亿元,固态电池前端成本比液态高120%-150%,中端成本约为液态的5倍以上。不过,随着技术进步和规模化生产,乐观估计设备成本每年可能降30%,预计到2028-2030年可能与传统设备成本持平。

3.3 投资风险因素评估

投资固态电池设备面临多重风险因素,需要投资者保持清醒认识。

技术路线不确定性风险是首要风险。固态电池技术路线尚未最终确定,国内主流是氧化物路线,海外还有硫化物、聚合物路线,甚至有些企业在试"混合电解质"。氧化物电解质的能量密度天花板不如硫化物——氧化物电解质做的半固态电池,能量密度最高400Wh/kg,而硫化物能做到500Wh/kg以上。如果车企后面追求更高续航,大概率会转向硫化物路线。

设备兼容性风险也不容忽视。湿法产线虽可通过局部改造适配半固态电池,但向全固态过渡时需重构整线布局,设备资产沉没风险显著;而干法产线虽初期投资较高(单GWh设备投入约3.5-4.2亿元,较湿法高30%-40%),但具备更强的技术延展性与工艺鲁棒性,长期看更契合全固态电池量产需求。

技术和工艺风险包括界面问题与工艺瓶颈。固态电解质与电极的固固接触阻抗高,生产设备(如干法电极设备)尚未成熟,导致良率低、成本高(全固态电池当前成本约4-5元/Wh)。技术路线分歧(硫化物、氧化物、聚合物等路线并存),若主流技术未及时确定,可能导致资源错配。

供应链风险主要体现在材料依赖和产能交付两个方面。硫化锂依赖进口(澳大利亚锂矿占比超70%),设备商产能交付周期长(如纳科诺尔订单积压)。硫化物电解质稳定性差,遇水易产生H2S气体,需改性技术突破(如涂层封装)。锂金属负极应用中,锂枝晶问题尚未完全解决,需界面优化工艺。

市场和政策风险包括技术创新速度风险(电池技术更新迭代速度较快,投资后可能面临技术快速更新带来的风险)、市场需求变化风险(固态电池市场需求受多种因素影响,如政策支持、技术进步、消费者偏好等)以及政策变动风险。

3.4 已获资金支持的项目案例分析

通过分析已获得资金支持的项目案例,可以更好地理解360亿元资金的具体投向和实施效果。

在重大项目方面,先导智能获得了宁德时代德国工厂276亿港元扩产项目核心订单,该项目主要涉及固态电池整线设备供应。先导智能已率先在全球范围内打通了全固态电池量产所需的全部工艺设备环节,构建起拥有100%完整自主知识产权的技术矩阵,其关键技术突破包括超高精度多极延压系统、先进蒸镀系统等,实现了锂金属的安全生产。

在技术研发项目方面,某广东国企获得了广东省"固态电池核心装备创新专项补贴"5.7亿元,补贴文件明确要求"推进温等静压设备、硫化物电解质全国产化"。该企业与合作方签订了"核心专利共享协议",已联合形成315项专利,覆盖从设备腔体制造到电解质配方优化全流程,即便海外发起技术封锁,也能完全自主可控。

在中试线建设方面,国轩高科建成了0.2GWh全固态中试线,核心设备100%国产化,已开启装车路测。该公司首条全固态实验线正式贯通,100%线体自主开发,设计产能达0.2GWh,通过高精密涂布等关键技术,实现高达90%的良品率

在设备产业化项目方面,赢合科技的第三代干法搅拌纤维化+干法成膜全固态工艺设备获得了大量订单。该设备攻克了七大核心技术,实现了极片制造效率提升50%,生产成本下降25%。设备技术可适配硫化物、氧化物等主流固态电解质体系,尤其在干法工艺上的突破,为硫化物电解质(对湿度敏感)的量产提供了可行方案。

从这些案例可以看出,获得资金支持的项目主要集中在三个方向:一是具备整线交付能力的龙头企业,如先导智能;二是在关键技术上实现突破的创新型企业,如掌握等静压技术的广东国企;三是积极推进产业化的电池企业,如国轩高科。这些项目的共同特点是技术领先、具备产业化能力、能够形成完整的技术闭环。

四、发展趋势与前景展望

4.1 设备智能化与数字化转型趋势

固态电池设备正经历着深刻的智能化和数字化转型。通过引入人工智能算法和自动化控制技术,设备实现了智能参数调节和全自动化生产流程。某中国企业开发的智能化固态电池生产线,可根据电池生产工艺实时调整设备参数,生产效率提升40%,人工成本降低50%

在数字化集成方面,通过PLC+MES系统实现从配料到包装的全流程数据采集,关键参数(温度、压力、流量)实时监控,工艺重现性显著提高。柔性化设计支持不同材料(硫化物/氧化物/聚合物)的快速切换,换产时间大幅缩短。

AI和数字孪生技术的应用代表了未来发展方向。Factorial Energy推出的Gammatron平台是一个先进的人工智能辅助数字孪生平台,通过整合强大的AI算法与电池设计和测试数据,帮助科学家和工程师以前所未有的精度和速度预测和验证电池性能。

在虚拟实验方面,基于物理模型和量子计算的数字孪生技术,构建覆盖"云、边、端"的电池缺陷检测体系,可预测材料界面反应机制,减少90%以上的实验试错成本,大幅提升良品率,使电池设计与材料研发由实验试错和正向仿真,逐步迈向智能化全自动研发的新阶段。

AI大模型在固态电池研发中的应用正在加速。AI助力筛选材料、优化性能、检测缺陷、预测寿命,拓展固态电池在AI穿戴设备和电动汽车等场景应用。AI和深度学习能够对海量数据进行快速分析和处理,建立精准的预测模型,为固态电池的研发和应用提供创新的解决方案。

4.2 2025-2030年设备需求预测与市场空间

根据多家机构的预测,固态电池设备市场将在2025-2030年迎来爆发式增长。

从全球市场规模来看,预计2025年全球固态电池设备市场规模将达到69.3亿元,2030年将超过千亿元。中国作为核心增长极,2025年固态电池设备市场规模预计达29亿元,2028年增至89亿元。

从产能需求角度分析,预计2025年全球固态电池产能为50GWh,带动设备需求100-150亿元;2030年全球固态电池产能预计1000GWh(渗透率20%),设备需求将达到1000-1500亿元,2025-2030年复合增速为50%-60%。

从出货量预测来看,预计2030年全球固态电池出货量将达826GWh,其中半固态670GWh、全固态156GWh。固态电池生产工艺与传统液态电池差异显著,新增设备需求集中于前中段环节,价值量提升30%-50%,预计2030年全球固态设备市场规模达450亿元,年复合增长率70%。

从细分市场来看,2030年全球半固态电池设备市场规模有望达到624.4亿元,2024-2030年CAGR为59%;2030年全固态电池设备市场规模有望达到455.0亿元,2024-2030年CAGR为159%。这表明全固态电池设备市场的增长速度将远超半固态电池设备市场。

从设备价值量占比来看,前段设备(干法电极+电解质膜)占比40%,2030年市场规模400-600亿元;中段设备(叠片、等静压)占比35%;后段设备占比从29%降至25%,但高压化成分容设备(压力需求达60-80吨)仍为关键升级环节。

4.3 企业战略布局与产能扩张计划

面对巨大的市场机遇,设备企业纷纷制定了雄心勃勃的战略布局和产能扩张计划。

先导智能的战略布局最为激进。公司2025年前三季度新签订单超200亿元,其中固态电池设备占比超30%。在产能扩张方面,公司新建2条固态电池专用产线,月产能提升至20台套,2026年目标产能50亿元。在海外拓展方面,美国客户订单占比15%,2026年计划在欧洲设立研发中心,绑定特斯拉、福特等车企。

利元亨的海外布局持续推进,已在德国、波兰、美国等地设立分子公司及制造基地,重点配合客户海外项目落地并拓展本土客户需求。目前东南亚市场(越南、印尼、马来西亚等)及韩国、印度等客户构成主要海外订单来源,欧洲区域则聚焦捷克、波兰等中小型项目。

福能东方构建"锂电池设备+海外市场"双轮驱动格局,海外业务收入占比提升至15%,欧洲工厂承接宝马集团固态电池产线设备订单。在产能方面,东莞总部基地完成智能化改造,设备交付周期缩短至45天,支撑全年营收增长目标。海外产线建设加速,越南基地承接Northvolt储能电池设备订单,预计2026年海外收入占比将提升至25%

纳科诺尔在全球能源转型的大背景下,加速推进国际化战略,海外业务取得突破性进展。截至2025年6月30日,公司出口产品累计突破2亿元,标志着海外市场布局进入收获期。公司近年来积极组建专业海外团队,加速开拓东南亚、欧洲及北美市场,通过参加国际行业展会,扩大全球品牌影响力。

从技术研发重点来看,企业普遍聚焦于以下几个方向:一是干法电极设备技术,包括全陶瓷双螺杆纤维化机、多辊双面压延机等核心设备;二是激光加工技术,如极片制痕绝缘、干法电极激光预热、超快激光极片制片等;三是等静压技术,将批量工艺转化为连续操作;四是系统集成技术,实现从材料制备到电池装配的全流程覆盖。

4.4 技术发展路线图与产业机遇

固态电池设备技术的发展呈现出清晰的阶段性特征和路线图。

从产业化进程来看,2025-2026年是国内中试线密集落地期,启动全固态装车验证;2027年全固态电池将实现小批量装车;2028-2029年有望先在低空经济、机器人等高价值量领域率先放量;2030年进入中高端动力领域规模化应用阶段。

从技术发展阶段来看,2025-2027年为氧化物/聚合物半固态电池阶段,以200-300Wh/kg为目标,攻克硫化物复合电解质,打通全固态电池技术链,三元正极和石墨/低硅负极基本不变,面向长寿命大倍率应用;2027-2030年为高硅负极硫化物全固态电池阶段,实现更高的能量密度和更长的循环寿命。

从设备需求变化来看,随着固态电池产业化规模的扩大,对高效、高精度自动化组装和Pack设备的需求将显著增加。固态电池制造工艺的变革催生了大量特有的增量设备需求,包括干法电极设备、电解质转印设备、胶框印刷设备、等静压设备、高压化成分容设备等。

从产业机遇角度分析,固态电池设备市场存在以下几个重要机遇:

政策红利持续释放。中央财政1200亿元专项资金的投入,以及配套的税收优惠政策,为设备企业提供了强大的资金支持和发展动力。地方政府的补贴政策也形成了有力补充。

技术突破带来的市场空间。随着关键技术的突破,特别是在固-固界面、电解质稳定性、锂枝晶抑制等方面的进展,固态电池的产业化进程将加速,带动设备需求快速增长。

产业链协同效应。设备企业与电池企业、车企的深度合作,形成了技术研发、产品验证、市场推广的良性循环。例如,先导智能与宁德时代的合作、利元亨与广汽的合作等,都为设备技术的成熟和产业化奠定了基础。

国际化发展机遇。中国设备企业在技术和成本方面的优势,为开拓海外市场创造了条件。特别是在欧洲、北美等对新能源技术需求旺盛的市场,中国设备企业有望获得更大的市场份额。

战略建议与行动计划

基于以上深入分析,我们为相关企业、投资者和政策制定者提出以下战略建议:

对设备制造企业的建议

1. 技术创新策略

• 加大在干法电极设备、激光加工设备、等静压设备等核心技术领域的研发投入,特别是要突破固-固界面处理、材料兼容性等关键技术瓶颈
• 积极布局AI和数字孪生技术,提升设备的智能化和数字化水平,减少试错成本,提高研发效率
• 构建开放创新生态,通过产学研合作、专利共享等方式,加快技术突破和产业化进程

2. 市场布局策略

• 采取"国内市场为主、海外市场为辅"的策略,充分利用国内政策红利和市场需求
• 重点关注高端电动汽车、低空经济、机器人等高价值应用领域,这些领域对成本敏感度较低,更愿意接受新技术
• 建立全球化布局,通过在欧洲、北美设立研发中心和生产基地,就近服务国际客户

3. 风险管控策略

• 采取多技术路线并行的策略,避免单一技术路线的风险
• 加强与下游客户的战略合作,通过长期供货协议锁定市场份额
• 建立技术预警机制,密切关注技术发展趋势,及时调整技术路线

对投资者的建议

1. 投资标的选择

• 优先选择具备整线交付能力的龙头企业,如先导智能、赢合科技等
• 关注在细分领域具有技术优势的企业,如海目星(激光技术)、纳科诺尔(辊压设备)等
• 重视企业的技术储备和专利布局,选择拥有核心技术和完整专利体系的企业

2. 投资时机把握

• 2025-2026年是布局的最佳时机,此时市场处于爆发前夜,估值相对合理
• 重点关注获得政府资金支持的项目,这些项目具有更好的政策保障和发展前景
• 密切关注技术突破和产业化进展,及时调整投资策略

3. 风险控制措施

• 采取分散投资策略,在不同技术路线和不同发展阶段的企业中进行配置
• 设置止损点,避免因技术路线选择错误而造成重大损失
• 关注企业的现金流状况,优先选择财务稳健的企业

对政策制定者的建议

1. 政策优化建议

• 进一步细化360亿元设备研发资金的分配方案,向关键技术和瓶颈环节倾斜
• 建立动态评估机制,根据技术发展和市场需求变化,及时调整资金投向
• 加强政策协同,确保中央政策与地方政策的一致性和协调性

2. 产业扶持措施

• 完善标准体系建设,加快制定固态电池设备的行业标准和技术规范
• 加强人才培养,支持高校和科研机构设立固态电池相关专业
• 建立公共技术平台,为中小企业提供技术研发和测试服务

3. 国际合作策略

• 在坚持自主可控的前提下,积极开展国际技术合作
• 鼓励企业参与国际标准制定,提升中国在全球固态电池产业中的话语权
• 支持企业"走出去",通过并购、合资等方式获取先进技术和市场渠道

固态电池产业正处于从实验室走向产业化的关键转折点,360亿元的设备研发投入将成为推动这一进程的重要力量。通过政府、企业、投资机构的共同努力,中国有望在全球固态电池产业竞争中占据领先地位,为新能源产业的发展做出重要贡献。

$先导智能(SZ300450)$  

$赢合科技(SZ300457)$  

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