摘要:在新能源产业蓬勃发展的当下,固态电池作为下一代能源存储技术的核心方向,正引领着行业的变革。等静压设备,作为固态电池生产中段工序中的关键设备,其发展态势不仅与固态电池产业的崛起紧密相连,更对整个新能源行业的未来走向产生着深远影响。
等静压设备:固态电池浪潮下的关键力量与发展机遇
在新能源产业蓬勃发展的当下,固态电池作为下一代能源存储技术的核心方向,正引领着行业的变革。等静压设备,作为固态电池生产中段工序中的关键设备,其发展态势不仅与固态电池产业的崛起紧密相连,更对整个新能源行业的未来走向产生着深远影响。
1、政策助力固态电池,开启产业化新征程
固态电池虽具备巨大的技术潜力,但在发展初期面临着制造复杂性、成本高昂以及材料稳定性等诸多挑战。我国自 2020 年以来,构建起全方位、多层次的政策支持体系,积极推动固态电池产业的发展。从明确技术指标(单体能量密度≥300Wh/kg,电池组≥260Wh/kg,循环寿命≥1000 次且容量保持率≥80% ),到拓展应用场景(从新能源汽车向储能、低空经济等领域延伸),再到加速产业化进程(从列为 “研发方向” 到 “推进规模化应用”,再到鼓励工业储能场景应用),以及培育全球领军企业和构建资源自主体系,政策的持续发力为固态电池产业的发展指明了清晰路径。2025 年作为固态电池产业化的关键拐点,随着技术成熟度的提升,商业化进程明显加快,产业链各环节企业正加速布局,为 2027 年的规模化量产做准备。
固态电池产业相关政策
资料来源:普华有策
2、固态电池工艺变革,等静压设备崭露头角
与传统锂电液态电池相比,固态电池在生产工艺及设备上均发生了明显变化。在极片制作和固态电解质成膜等领域,技术革新尤为关键。在固态电池的前道工序中,混料、涂布、辊压等环节成为产业链价值重构的核心,干法电极工艺对传统湿法工艺的替代以及微米级精度要求的提升,使得这些环节备受关注。例如,混料工序作为干法工艺的核心,需要实现纳米级均匀分散和粘结剂原纤化,且对温度控制精度要求极高,还需严苛控制环境湿度;涂布工序则对涂布厚度、速度、涂布液粘度和温度等都有特殊要求,双面同时涂布技术成为解决超薄涂层均匀制备问题的创新方案;辊压工序更是确保固态电池界面致密化的关键,对极片厚度均匀性、压实密度偏差和表面粗糙度等指标有着严格要求。
在中段装配工序中,等静压设备成为固态电池生产区别于传统液态电池生产的显著变化之一。由于固态电解质的脆性,叠片成为全固态电池量产的唯一技术路线,叠片设备也在不断升级迭代,切叠一体机成为发展趋势,叠片效率的提升成为取代卷绕工艺的关键。而等静压技术的引入,则是为了解决固态电池因电极层间残余孔隙率导致的离子传输受阻、内阻飙升等问题。传统锂电生产中的热压、辊压等方式,难以保证电解质和电池的致密堆积一致性,单轴辊压也存在诸多缺陷,相比之下,等静压技术能够从多向施加超高压强,迫使材料内部颗粒重排、孔隙消除,实现三维均匀致密化。冷等静压机、温等静压机和热等静压机各具特点,冷等静压机在常温下运行,压力高;温等静压机可在一定温度和压强下完成成型过程,但温度精准控制存在局限;热等静压机具备高度均匀性、强可控性和广泛适用性,但设备成本较高。
3、行业竞争格局初显,国内外企业各展身手
在等静压设备领域,海外企业进展领先。以韩国 Hana Technology 公司和瑞典 Quintus Technologies 为代表,Quintus 专攻高压技术设备,已推出实验室级的 MIB120 和工业规模的 QIB180 等静压设备,支持从实验室到大规模生产的可拓展解决方案,并计划在 2025 - 2030 年陆续开发 300 系列、600 系列和 800 系列等静压机,以满足大规模生产需求。国内企业也在加速研发,如纳科诺尔,正积极投入到等静压设备的研发工作中,虽然目前在技术和市场份额上与海外企业存在一定差距,但凭借国内固态电池产业的快速发展,有望实现追赶和超越。
4、未来展望:机遇与挑战并存
随着固态电池产业的持续发展,等静压设备作为解决固态电池致密度和界面问题的关键设备,市场需求有望迎来爆发式增长。一方面,固态电池规模化量产的推进,将直接带动对等静压设备的需求增加;另一方面,技术的不断进步也将促使等静压设备向更高精度、更高效率和更低成本的方向发展。然而,等静压设备行业也面临着诸多挑战,如技术研发难度大,需要突破温度、压力控制等关键技术;市场竞争激烈,国内外企业纷纷布局,如何在竞争中脱颖而出,需要企业不断提升自身的技术实力和市场竞争力;此外,设备成本较高也在一定程度上限制了其大规模应用,如何降低成本将是未来行业发展需要解决的重要问题。
总之,等静压设备行业在固态电池产业的推动下,正迎来前所未有的发展机遇。未来,随着技术的不断突破和市场的逐步成熟,等静压设备有望在新能源产业中发挥更加重要的作用,助力固态电池产业实现跨越式发展,为新能源汽车等行业的变革提供坚实支撑。
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来源:普华有策