机械行业市场前景及投资研究报告：等静压设备固态电池核心设备

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告等静压设备：固态电池核心设备之一报告摘要➢

等静压成型技术核心原理为帕斯卡原理，高压容器中的粉体在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。等静压设备依靠流体介质、柔性模具实现均匀压实，能够克服单向限制，传统热压压力分布不均，可能会导致部件产生密度梯度，因此在固态电池应用中，较难使用辊压设备或后道加压化成设备替代等静压设备。➢

等静压设备分为热等静压、温等静压和冷等静压。固态电池在室温下的性能受限于其离子传输动力学的迟缓，导致内部阻抗增大，放电能量密度显著降低，温度升高会显著提升离子电导率，对比冷等静压，温等静压可以通过升温进一步提升固态电池材料的电导率，同时，对比热等静压，成本更低，且能够达到更高压力值，因此，目前温等静压更加适配固态电池的应用。➢

等静压设备适配于固态电池。在固态电池的生产中引入等静压工艺，可以精准控制电极密度、厚度以及孔隙率等关键参数，并使得固态电池的电极和电解质材料紧密的结合在一起，优化界面接触，同时降低内部电阻，提高固态电池的离子电导率和机械强度等，同时也可减少固态电池生产工序，降低生产成本。➢

等静压设备的核心壁垒在于钢丝预应力缠绕结构的搭建、高压密封与超高压容器的匹配以及安全认证与资质的考量，而应用于固态电池量产中目前仍存在难点，包括1）一次升压、保压、卸压循环可能长达数十分钟，当前阶段难以非连续性，2）能否通过提升腔体大小或者改变产线等静压设备节拍降低核心设备门槛等方式降低成本。➢

海外企业进展领先，国内企业研发加速。海外等静压机企业经验较丰富，主要以瑞典Quintus

Technologies和韩国Hana

Technology公司为代表。国内企业紧随其后积极布局，目前已成功研发的厂商包括四川力能（荣旗科技持股20%）、川西机器（中航机载子公司）、先导智能，除此之外，利元亨、纳科诺尔、利通科技、锡装股份等均有望进入等静压设备赛道。建议重点关注【先导智能】、【荣旗股份】、【纳科诺尔】等厂商情况。➢

风险提示：等静压技术路径存在不确定性；固态电池行业需求及商业化进程不及预期；等静压设备成本控制与降本速度不及预期。2目录1.等静压设备是什么？31.1

什么是等静压设备？➢

帕斯卡原理：在不可压缩的流体中，如果在其任意一点施加压力，所受的压强都会等值地传递到流体的各个方向，使每一点都会达到静力平衡的状态。粉体工艺中，这个原理已被成功利用并开发出了等静压技术，而等静压成型需要用到的设备为等静压机。➢

等静压成型技术：将待压试样粉体置于高压容器中，利用液体或气体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入压力容器时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时高压容器中的粉体在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。图：热等静压组成部分图：等静压设备的内部结构4资料：中国粉体网，KintekSolution，方正证券研究所1.2

等静压设备如何实现均匀压实？等静压设备均匀压实主要依靠：➢

流体介质的作用：当这种流体在高压容器内加压时，加压介质（水或油等液体、氩气等气体）会将压力均匀地传递到浸没物体表面的每个点。➢

柔性模具或容器：被压实的材料首先被密封在一个柔性、弹性模具或密封容器中。这种屏障有两个目的：它将粉末塑造成接近最终形状，并将其与加压流体隔离。压力作用在柔性模具上，柔性模具反过来又均匀地压实内部的粉末。因此，等静压设备能够克服单向限制，传统的模具压制从一个或两个方向施加时，粉末和刚性模具壁之间产生显著摩擦，导致整个部件产生密度梯度，最靠近冲头的粉末比远离冲头的粉末压得更实，因此在固态电池应用中，较难使用辊压设备或后道加压化成设备替代等静压设备。表：等静压与热压的对比维度等静压热压将粉末材料放入刚性模腔中，该模腔通常由石墨或陶瓷复合材料制成。组件被加热到高温，同时，冲头沿单一垂直轴施加巨大压力。这迫使粉末颗粒变形并结合。容器被加热，然后填充高压惰性气体，例如氩气。这种气体同时从各个方向对零件施加均匀的等静压。工作流程核心差异最终密度定向压力理论密度>99.5-100%高度复杂全向压力理论密度的95-99%简单形状复杂性残留孔隙的可能性使其不适用于内部缺陷可能导致灾难性故障的应用材料性能适用于提高了材料的疲劳寿命、延展性和断裂韧性。关键应用经济高效的简单零件5资料：KintekSolution，方正证券研究所1.3

等静压设备应用场景包括航空航天、医疗等，可拓展至固态电池中➢

等静压设备等静压技术是一项关键技术，广泛应用于各种高性能行业，主要包括航空航天、医疗设备、国防、能源（包括核能）、汽车以及用于电子、陶瓷和化工的先进材料制造。这项技术独特的制造具有均匀密度和卓越强度部件的能力，但其使用取决于性能要求与复杂性和成本之间的明确平衡。➢

等静压设备可拓展至固态电池中。在固态电池的生产中引入等静压工艺，可以精准控制电极密度、厚度以及孔隙率等关键参数，并使得固态电池的电极和电解质材料紧密的结合在一起，优化界面接触，同时降低内部电阻，提高固态电池的离子电导率和机械强度等，也可减少固态电池生产工序，降低生产成本。表：等静压设备应用场景图：等静压设备在固态电池中的应用行业常见应用主要优势主要压制类型活塞、涡轮增压器叶轮、涡轮叶片高强度、抗疲劳性、极端条件下的耐久性汽车与航空航天热等静压、温等静压全密度、生物相容性、复杂形状医疗植入物先进陶瓷与工具铸件缺陷修复髋关节和膝关节、钛植入物切削工具、轴承、防弹装甲热等静压、温等静压热等静压、温等静压、冷等静压均匀密度、无缺陷结构航空航天铸件、高价值金属部件热等静压、温等静压、冷等静压消除孔隙率、提高可靠性6资料：KintekSolution，中国粉体网，电动中国，方正证券研究所1.4

等静压设备分类：热等静压（HIP）、温等静压（WIP）及冷等静压（CIP）根据工艺温度的不同，等静压设备主要分为热等静压、温等静压以及冷等静压三类。固态电池在室温下的性能受限于其离子传输动力学的迟缓，导致内部阻抗增大，放电能量密度显著降低，温度升高会显著提升离子电导率，对比冷等静压，温等静压可以通过升温进一步提升固态电池材料的电导率，同时，对比热等静压，成本更低，且能够达到更高压力值，因此，目前温等静压更加适配固态电池的应用。表：不同类别等静压设备对比维度热等静压(HIP)温等静压(WIP)冷等静压(CIP)常温+高压下的等静压工艺环境（室温）核心原理工艺温度高温+高压，热扩散与蠕变主导致密化

中温+高压，温度辅助材料软化与塑性变形极高(约1000°C-2200°C)较高(通常100-200MPa)惰性气体(如氩气、氮气)中等(通常80°C-450°C)高(主流300-600MPa)工艺压力工作介质高(范围宽，100-600MPa)液体(油或水基介质)液体(油或水基介质)或气体量产友好，相比HIP成本大幅降低、周期短；相比CIP更易实现硬质材料（如氧化物）的界面结合极大地改善了材料的机械性能，三者中最优成本较低，设备结构相对简单，生产节拍最快主要优势设备昂贵，且工艺周期非常长，更适合

技术复杂度与成本高于CIP，需精确的温控

生成产品可能尚未达到最终强度，表现核心劣势应用领域高价值、低批量的生产。系统较脆弱高性能陶瓷/军工配套关键材料/大型飞

固态电池/发动机部件和传动系统/储氢合金应用于建筑陶瓷、特种陶瓷等各个领域机领域/近海油气田开发/核聚变等/复合材料等7资料：中国粉体网，KintekSolution，利通科技官网，《

Solid-statebatteriesenabledbyultra-high-frequencyself-heating》，方正证券研究所目录2.等静压设备在固态电池中的应用82.1

等静压设备在固态电池中的作用：提升密度+降低内阻+减薄增效等静压设备对于固态电池发展至关重要，主要作用包括：➢

提升电极密度，增加粒子接触面积：对比左图中B、C/B、D两组可见，120MPa、90℃等静压设备比120MPa设备效果更好，414MPa设备比120MPa设备效果更好，即温度或者压力提升均能够助力材料内部致密度提升，使粒子之间分布更加紧密，同时，也可以侧面证明，对比冷等静压和热等静压，温等静压更加适合用于固态电池中。➢

界面优化，实现电芯端减薄：当正极、负极堆叠时，使用等静压设备可以有效减少电极厚度，根据右图B组实验结果，当使用2L、414Mpa的等静压设备处理电池时，正极厚度减少20%+，负极厚度减少40%+。图：等静压能够实现电芯界面优化图：等静压能够提升电极密度9资料：《Isostaticpressingofmultilayerpouchcellsanditsimplicationsforbatterymanufacturing》，方正证券研究所2.1

等静压设备在固态电池中的作用：实现“均匀致密”+解决“接触抗阻”➢

降低内阻，提高导电率：对比左图中E-H组可见，在电池组装完成后，E组（基本组）的欧姆电阻和界面电阻均远高于F-H三组，使用F-H三组等静压后的电池可以实现电阻降低至少65%+。➢

提高电池性能：右图可见，当电池倍率处于1C时，等静压处理后的样品在25个周期后容量高于基本产品5%，50个周期后提升更多；3C时，25个周期后容量提高了10%。图：等静压能够降低内阻，提高导电率图：等静压能够提高电池性能10资料：《Isostaticpressingofmultilayerpouchcellsanditsimplicationsforbatterymanufacturing》，方正证券研究所2.2

等静压设备处于产线中段，为电芯核心成型工序的“工艺锚点”图：全固态电池设备变化➢

等静压设备在固态电池产线中，处于中段，前端连接叠片机，后端连接高压化成分容设备，负责“将极片-固态电解质-负极”精确叠放后压实。11资料：EVTank、方正证券研究所2.3

等静压设备核心壁垒：结构搭建+器件把握+安全资质等静压设备的壁垒源于“高压场景的安全要求+高端制造的性能要求”，形成了以下核心壁垒：➢

钢丝预应力缠绕结构的搭建：目前等静压设备主要分为叠板式结构和缠绕式框架结构，后者受力合理，抗疲劳强度高，工作安全可靠，可以制造直径较大的容器，成为固态电池产线首选。钢丝预应力缠绕结构为用机械性能良好的高强度合金钢作为芯简体，然后用高强度钢丝按预应力要求，缠绕在芯筒外面，形成一定厚度的钢丝层，使芯筒承受很大的压应力。➢

高压密封与超高压容器的匹配：高压密封存在四个难点，包括抗挤出（防止密封材料被高压挤入配合间隙）、低摩擦（减少高速往复运动产生的热量）、耐介质（抵抗高压油/水/化学介质的侵蚀）、长寿命（在极端工况下保持稳定密封），因此对于设备厂商，选择匹配的密封件与超高压容器较为重要，且须保证密封的可靠性，否则易出现泄露等问题。➢

安全认证与资质的考量：超高压容器设备厂商需要取得中国特种设备超高压容器（A6）生产许可证，以兰石重装为例，2023年6月公司向国家市场监督管理总局提出了固定式压力容器大型高压容器（A1）换证暨超高压容器（A6）增项申请，9月底通过中国特种设备检测研究院现场评审，2024年1月12日，兰石重装获得固定式压力容器制造大型高压容器（A1）、超高压容器（A6）特种设备生产许可证，历时7个月。12资料：新志密封公众号，山东华友官网，兰石重装公众号，方正证券研究所2.4

等静压设备关键难点：非连续性生产、效率与成本当前阶段液态电池当前已迎来极致制造，比如，宁德时代的贵州基地投产，产线从投料到电池成品的流程，可实现平均每秒一颗电芯，2.5分钟内完成一个完整的电池组，单线产能达到10GWH，对应单gwh投资额大幅下降，可能降低到1亿元以下，且自动化率极高，实现全流程智能测控系统。基于液态电池发展状态，等静压设备与固态电池产线的匹配仍存在适配自动化产线与降本之间的矛盾。➢

从适配锂电自动化产线角度看，由于等静压设备压力较大，生产过程中需要经历升压、保压和卸压三重流程，一次升压、保压、卸压循环可能长达数十分钟，当前阶段，非连续性是制约大规模整线节拍的核心难点，且很难适配锂电自动化产线。➢

从降本的角度看，目前全固态电池单gwh投资额约为4-5亿元，是液态电池投资额的4-5倍，等静压设备的价值量成本占比约10-13%，对应4-6kw，但当前等静压设备价格远高于对应价格，仍需要降本，主要方法包括①提升腔体大小，②改变产线等静压设备节拍降低核心设备门槛等。13资料：高工锂电，新能源汽车制造链，蹊涯学习室，方正证券研究所目录3.等静压设备相关标的14等静压设备竞争格局：海外企业进展领先，国内企业研发加速➢

在企业布局方面，海外企业进展领先，国内企业研发加速。海外等静压机企业主要以瑞典Quintus

Technologies和韩国Hana

Technology公司为代表。表:国际龙头厂商厂商名称国别瑞典商业化进度未来规划公司当前用于固态电池的温等静压机产品最高压力可达600MPa，最高温度可达145℃；其QIB180产品最大年产能可达年22.6GWh，具备支持固态电池规模量产的潜力，其创新的钢丝缠绕技术在全球享有盛誉，Quintus已向全球45个国家交付1900余套设备计划在2025年到2030年，陆续开发300系列、600系列和800系列的等静压机，满足大规模生产需求QuintusTechnologies已经开发了实现700MPa和200℃的温等静压设备，已向LGES梧仓基地交付Φ400×2000mm温等静压整

预计2027年开始正式销售，2030年全面销售，HanaTechnology韩国线，2025年将追加Φ600×3000mm机型用于中试线并计划在海外建设一条固态电池的量产线。建设。15资料：粉体网、利元亨公众号、方正证券研究所等静压设备竞争格局：海外企业进展领先，国内企业研发加速➢

国内企业积极布局，目前已成功研发的厂商包括四川力能（荣旗科技持股20%）、川西机器（中航机载子公司）、先导智能，除此之外，利元亨、纳科诺尔、利通科技等均有望进入等静压设备赛道。表：国内领先厂商证券代码企业名称先导