2025固态电池设备行业报告:等静压设备制约固态电池量产的关键瓶颈
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2025-10-18 13:40:40

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固态电池量产关键:等静压设备如何破解“致密化”难题,2029年市场空间将达29亿元

随着固态电池成为新能源领域的下一代核心技术,一项名为“等静压”的设备正成为量产突破的关键。东吴证券最新报告显示,等静压设备能解决固态电池“固-固界面接触差”的核心痛点,让电池内部更紧密、性能更稳定,而温等静压技术因兼顾效果与成本,已成为当前最优选择。目前,国内外设备厂商与跨界玩家纷纷布局,尽管面临生产效率低、自动化不足等瓶颈,但通过工艺优化与设备创新,2029年该领域市场规模有望达29亿元,为固态电池上车铺平道路。

等静压设备:固态电池的“致密化神器”

固态电池与传统液态电池最大的不同,在于其正极、固态电解质与负极是固体堆叠,容易出现界面空隙、接触不良的问题,导致电池内阻升高、循环寿命缩短。而等静压设备通过“全方位均匀施压”,成为解决这一问题的核心工具。

等静压技术的原理并不复杂——基于帕斯卡定律,将电池电芯放入高压容器,通过水、油或气体等介质传递压力,实现360度无死角加压。这种方式比传统的“上下辊压”(仅垂直方向施压)更均匀,能有效消除电池内部空隙,提升致密度。实验数据显示,经过等静压处理的固态电池,离子电导率可提升30%以上,循环寿命延长约40%,内部电阻率降低20%,这些指标直接决定了电池的续航与安全性。

根据工作温度和压力的不同,等静压设备分为冷、温、热三类,其中温等静压最适配固态电池。冷等静压在常温下工作,虽成本低但致密化程度有限;热等静压温度高达800-2200℃,会导致电池材料烧结、结构破坏;而温等静压在50-500℃、50-500MPa的区间内工作,既能让电解质与电极充分接触,又避免高温副反应,设备能耗和成本也相对可控,成为电池厂商的首选。例如,温等静压可将电池孔隙率降至0.15%,远低于冷等静压的1.8%,接近理论最优状态。

企业加速布局:传统厂商与跨界玩家齐发力

等静压设备的重要性,吸引了传统设备商与锂电跨界玩家共同入局,形成“双线竞争”格局。

传统等静压厂商凭借技术积累率先突破。海外龙头Quintus拥有70余年经验,其温等静压设备最高压力达600MPa,单台年产能可突破22.6GWh,已为多家固态电池企业提供解决方案;国内的川西机器(中航机载子公司)是行业龙头,市场占有率超90%,近期交付的2.15米缸径冷等静压设备,可适配大尺寸电池生产;包头科发则牵头制定《固态电池等静压技术应用指南》,批量交付600MPa卧式设备,满足中试与量产需求。

锂电设备与电池厂商跨界而来,反向定义设备。先导智能创新性推出卧式等静压设备,腔体贴近地面,可与机械臂、输送线对接,解决传统立式设备依赖行车、自动化低的问题,其设备升温至150℃仅需3小时,适配自动化产线;利元亨则推出立式自动化方案,通过自动上下料提升生产节拍,已向广汽埃安交付硫化物固态电池中试线设备;宁德时代等电池厂商也在专利布局上发力,公开10余项等静压相关专利,涵盖卧式缸体、安全设计等,推动设备与工艺适配。

此外,韩系企业也在加速追赶,Hana Technology为LGES定制700MPa级温等静压设备,Mplus则成为三星SDI的核心供应商,不过国内设备商凭借成本与性能优势,未来有望实现替代。

突破量产瓶颈:从“慢生产”到“自动化”

尽管等静压设备前景广阔,当前仍面临两大核心瓶颈,行业正通过技术创新逐步破解。

第一个瓶颈是生产效率低。温等静压的加压、保压环节耗时较长,单轮流程需数十分钟,难以匹配锂电产线的高速节奏。解决方案主要有三:一是优化前处理工艺,比如将目标温度从200℃降至120℃,升温时间缩短至20分钟;二是增大腔体容积,Quintus实验显示,腔体直径从100mm增至800mm,装载效率从20%提升至60%,单位成本下降10倍;三是采用治具预装,提前将电池片装入适配腔体的治具,减少腔体闲置时间,同时保护电池片不弯曲、不损坏,提升良率。

第二个瓶颈是自动化程度低。传统等静压设备多为立式腔体,上下料需依赖行车,无法融入自动化产线,还推高厂房改造成本。为此,卧式腔体成为行业新趋势。卧式设备的进出料口贴近地面,可直接对接机械臂与输送线,无需行车,对厂房高度要求也从8米降至4米以下,显著降低改造难度。先导智能、包头科发等企业已推出卧式设备,尽管需解决介质回收与保温问题,但通过自动化介质回收系统,已能实现连续生产,未来有望成为主流。

市场空间广阔:2029年规模将达29亿元

随着固态电池产业化加速,等静压设备的市场空间也逐步清晰。报告预测,全球固态电池产能将从2024年的17GWh增至2029年的190GWh,新增产能173GWh。等静压设备在固态电池产线中的价值量占比约13%,随着规模化量产,单GWh设备投资从5-6亿元降至2.5亿元,预计2029年等静压设备市场规模将达29.3亿元,成为固态电池设备领域的核心增长点。

从应用场景看,等静压设备不仅适配硫化物、氧化物等主流固态电池体系,还可用于无负极、高镍三元等新型结构电池,未来随着车企加速布局固态电池车型,设备需求将进一步释放。例如,宁德时代计划2027年实现固态电池小批量上车,先导智能、利元亨等设备商已开始储备量产级设备,行业正从“实验室验证”迈向“规模化生产”的关键阶段。

结语:等静压设备开启固态电池量产“倒计时”

等静压设备看似是一个细分设备品类,却直接决定了固态电池能否从实验室走向量产。它解决了固态电池“固-固界面”的核心难题,而温等静压技术的成熟、卧式设备的创新,正逐步突破效率与自动化瓶颈。随着国内外企业加速布局,2029年29亿元的市场空间即将开启,这不仅是设备厂商的新蓝海,更将推动新能源汽车进入“固态电池时代”,为消费者带来更安全、更长续航的出行体验。未来,等静压设备的技术迭代,或将成为固态电池产业化进程中最关键的“加速器”。

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