中基自動化研究院王磊：固態電池將重塑整個裝備行業價值鏈
固態電池的概念，是基于復雜多樣的場景需求應用運而生，其強大的性能被視為電池領域的“六邊形戰士”，具備高安全性、高循環壽命、高能量密度、寬溫適應性、快充放電速度，以及更靈活的封裝形式等優勢，能夠有效滿足新能源汽車、低空經濟以及機器人等諸多新興領域的需求。
在日前舉行的第十屆動力電池應用國際峰會(CBIS2025)上，深圳市中基自動化股份有限公司研究院院長王磊，作題為《面向固態鋰電池的電芯組裝技術》的演講，探討了裝備視角下的固態電池制造技術發展趨勢。
圖為深圳市中基自動化股份有限公司研究院院長王磊作主題演講
“六邊形戰士”是理想化狀態下的固態電池，然而當前固態電池的實際發展現狀與理想存在差距。在王磊看來，目前主流的三種固態電解質，氧化物、硫化物和聚合物各有優劣，把它們合起來才能滿足六邊形戰士的各種性能，而當前的固態電池技術都是“偏科生”。但未來，行業必然會朝著實現“六邊形戰士”的方向發展。
“固態電池的最終發展，需要產業界從材料端、到工藝端、到裝備端的協同發展，才有可能達到理想的狀態。”王磊指出，對于固態電池的性能指標，材料、工藝、裝備，是三位一體、緊密結合的。材料是基礎，決定電池的性能;工藝是靈魂，決定電池制造的實現路徑;裝備是保證，決定電池的最終落地產出。
01
裝備實現價值鏈重塑
全固態電池對整個裝備行業，將帶來價值鏈的重塑，設備價值分布將呈現顯著變化，其中？前段工藝制造環節？的變革，最為突出。王磊指出，前段的制造環節中純新增的工藝，占據全固態電池整體制造流程的20%以上，這涉及纖維化設備、膠框印刷、等靜壓機等全新設備。
同時，由于現有液態電池制造工藝和設備很難滿足固態電池的需求，需要進行改造升級，前段工序升級比例大約30%，其他工序部分有40%-50%需要做適當的改造，包括干混機、輥壓機、疊片機、化成機等。另外，一部分的液態工藝也將被取消，包括卷繞、注液，當然原位固化聚合物的固態電池，也可能延續這種設備。
“在前段設備當中，干法電極的無溶劑革命，是固態電池比較火熱的工藝變化，其成本優勢，節省了大量溶劑回收的能耗，而且能夠讓材料的壓實密度、能量密度，得到非常大的提升。”王磊強調，該工藝目前呈現百花齊放的狀態，比如干法電極制膜工藝，就存在粉末壓片、氣相沉積、粉末噴涂、粘結劑纖維化等一系列工藝。
在中段設備當中，疊片機更加適合固態電池制造。“固態電解質的脆性、硬度很難用卷繞方式實現，對疊片的工藝是非常大的利好，但同時對疊片的速度和精度，都提出了更高要求。”王磊指出，因為固態電解質無流動性，極片與電解質必須逐層精準對齊，并施加持續壓力，任何偏移，都會導致界面空隙、阻抗飆升。
“全固態電池制造工藝，需要解決的最核心難點，是如何優化固-固接觸界面。”在王磊看來，等靜壓機是目前實現各向同性壓實界面的最優解。靜壓機，分為溫等靜壓機和熱等靜壓機兩種，兩者存在效率和質量的PK與制衡。采用熱等靜壓機可實現更好的壓實度，但效率非常低;采用冷等靜壓機效率很高，能夠滿足量產需求，但是壓實質量不足。
到了后段工序，由于固態電解質需4.5V以上高電壓才能形成穩定、低阻抗的界面層，對化成設備提出了前所未有的挑戰。這就需要用高壓化成來激活固態電解質的潛能。“核心問題，也是解決固固界面接觸的問題;等靜壓的方式，是解決機械層面的問題;而高壓化成，則是通過高壓激活整個電子傳導通道。”王磊進一步解釋。
02
技術領先的解決方案
中基自動化主要聚焦于提供電池制造的中段組裝和封裝設備，無論是軟包、方形還是圓柱，都有相關的解決方案。“從2021年開始，公司已經開始陸續接到固態、半固態企業的設備需求，同時公司也逐步在做跟全固態電池直接相關的項目開發。”王磊透露。
行業周知，目前中國市場的動力電池，是以方形電池為主。王磊認為，隨著固態電池的發展，“軟包電池將迎來回歸的春天”。他指出，固態電池要求封裝要具備柔韌性，而且軟包能夠實現能量密度最大化，本身重量輕，空間利用率比較高，更容易做成異形電池，適應邊界更廣。
據介紹，中基自動化的軟包電芯裝配線端技術，單線產能可以做到18PPM以上，兼容多種尺寸形式。目前，該公司已開發出了超聲波極耳焊接、超聲波焊接實時監控、鋁塑膜精密沖坑、固態電池用夾具拘束轉運、固態電池封裝折極耳等眾多先進技術。
“超聲波焊接，是電池制造中比較關鍵的工序，即使是未來全固態電池，也離不開極耳超聲波焊接。”王磊表示，該公司開發的超聲波極耳焊接技術，包含了電池尺寸監控閉環的控制功能，滿足在極耳超聲焊接過程的尺寸超差問題，電芯的精度可以做到±0.2毫米以下，單機效率達到20PPM。
在封裝技術方面，中基自動化開發出了鋁塑膜精密沖坑技術，集成了鋁塑膜放卷張力控制系統，放卷糾偏精度達到±0.1毫米，糾偏范圍達到±10毫米，沖坑精度達到±0.1毫米，單機效率達到20PPM高速沖坑要求，鋁塑膜的切刀壽命可達100萬次以上。
除了軟包電池裝配產線，中基自動化從2016年開始做方形電池裝配線，目前產能可達24PPM以上。王磊特別提到，該公司開發的溫壓精準控制技術，用于電池冷壓和熱壓，解決了電極材料容易粘壓板的問題，電芯熱壓良率達99.9%以上;該公司的高效精密激光焊接系列技術，密封釘焊接可做到無飛濺，焊接速度達20-70mm/s。
值得注意的是，在本屆峰會上，由中國化學與物理電源行業協會主編、動力電池應用分會權威編撰的《2025年中國固態電池行業發展白皮書》正式發布。作為行業技術標準與趨勢研判的重要文獻，該白皮書系統梳理了固態電池技術路線、產業化進程及市場前景。中基自動化作為聯合發布單位，受邀參與白皮書聯合發布儀式，彰顯其在固態電池裝備領域的領先地位。
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