一块固态电池背后的“设备长征路”

受访公司/供图

证券时报记者 安宇飞

在浩瀚的资本市场星空中，创业板上市公司犹如一颗颗璀璨明星，闪耀着中国先进制造、数字经济、绿色低碳等各领域标杆性企业的光芒。这里是“优创新”的沃土、“高成长”的摇篮，创造了1000多家高新技术企业成长为行业龙头的奇迹。

在这片星光中，锂电池产业链企业熠熠生辉。在创业板，不仅有宁德时代这样的“领航舰”，引领中国新能源产业破浪前行，更有先导智能这样的“铸钢者”，打造了全球领先的锂电设备，为全球动力电池“舰队”提供坚不可摧的“装甲”。

2024年，先导智能发布了全球唯一拥有自主知识产权的全固态电池整线解决方案，握紧着“下一代电池”的生产命脉。遥想二十多年前，比亚迪董事长王传福决心进入锂电池行业时，曾携带数百万元去日本求购锂电设备，日方却“狮子大开口”报了天价，并扬言中国人造不出锂电池。但如今，以先导智能为代表的中国锂电设备企业早已打破外国技术垄断，屹立于世界之巅。

从落后到追赶，再到新能源智能装备整线解决方案多年市场份额位居世界第一，先导智能是怎样走完这条“技术长征路”的？记者来到位于江苏省无锡市的先导智能总部探寻答案。

“领军者”背后的技术之战

“全固态电池设备的研发，从一开始就是一场漫长而艰难的征程。” 先导智能董事长王燕清向证券时报记者表示。

走进先导智能无锡工厂，映入眼帘的是一栋白色大楼，上面一行蓝色大字引人注目，“成为世界级的智能装备领军企业”，这是先导智能的企业愿景。

但恐怕只有先导智能企业内部的人员才明白，“领军者”三个字的背后有多少场艰苦卓绝的技术攻坚战。这里面，全固态电池整线解决方案的研发与突破属最难打的战役之一。

全固态电池，被视为锂电池的“终极形态”，它具有“寸土寸金藏巨能”的特点，由于使用了固态电解质替换液态电解液，解决了“易燃易爆”问题，固态电池能够更安全地提升电池能量密度，所以它体积更小，有望以不到50%的电池体积承载同等甚至更高的电量。

液态锂电池的能量密度已经接近安全极限，向上提升的空间有限。因此，固态电池被视为下一代电池技术，有望开创电池性能跃升的新纪元，各大电池厂商或车企纷纷布局。

而电池生产必须“设备先行”，率先需要突破的就是核心锂电设备的生产制造。如果把生产液态锂电池的过程比作是“制造大刀”，那么生产全固态电池就像是“制造火枪”，对“精度”的要求更为苛刻，需要创新的设备和工艺。

全固态电池的生产链条极长，涉及大量关键设备。从全固态电极制备、全固态电解质膜制备设备到高压化成分容、致密化设备等，每一个设备的攻关都要走一遍“技术长征路”。王燕清表示：“对于我们来说，全固态电池量产的技术难点主要集中在固态电池极片和固态电解质膜的制备阶段，而连续致密化则是提高整线良率和效率的瓶颈。”

先导智能工作人员向记者表示，受不同材料电化学特性和物理特性的影响，不同工艺会对固体电解质膜的厚度和离子电导率产生极大影响。而传统电极和电解质膜的制备方法脱胎于湿法工艺，存在电解质材料分散不匀、电解质膜量产一致性差、电芯压制形变大等诸多瓶颈难以突破，无法满足固态电池的量产需求。

王燕清向记者表示：“极片等关键材料是业内公认难以突破的技术壁垒。面对这一挑战，很多业内同仁甚至放弃了相关研发。在经历了多次失败后，先导智能的团队也感受到了巨大的压力。”

为了打破“技术壁垒”，王燕清亲自带队进行攻坚。在内部，先导智能抽调精英工程师和尖端科研人员，组成了“多学科攻坚小组”。在外部，王燕清联系相关领域专家，让外部专家加入“多学科攻坚小组”，多次进行跨领域会议讨论和技术交流。

经过数月的技术攻坚，先导智能创新开发了干法电极技术，彻底避免了湿法工艺中溶剂、分散剂带来的副作用，将电极的离子电导率及循环寿命提升到了商用标准。同时，电极成膜一致性高，使连续成膜、高效量产成为可能。

最终，先导智能成为了全球唯一拥有自主知识产权的全固态电池整线解决方案厂家，在全固态电池产业发展“里程碑”上刻下了名字。“目前，先导智能已成功打通全固态电池量产的全线工艺环节，实现了从整线解决方案到各工段的关键设备覆盖，达成行业内的全面突破与引领。”王燕清表示。

“长征者”

脚下的发展天平

如果说全固态电池从研发到商用落地是一场“长征”，那么想要走到“征途”的终点，就要实现良率、成本以及环保方面的平衡。

“全固态电池产线对生产环境要求严苛、耗能大，副产物对环境也会产生很大影响，如何平衡量产高良率、低成本，实现环境友好型生产也是行业面临的一大问题。”王燕清说。

近年来，动力电池的“环保”属性曾受到质疑，尽管锂电池是绿色清洁能源，但在锂电池的生产、回收过程中未必全都做到了“绿色清洁”。为实现全生产链条绿色低碳，必须在设备端发力。

王燕清认为：“先导智能的核心优势在于整装，我们是目前全球唯一一家真正具备完整自主知识产权的锂电池智能制造整体解决方案服务商，这意味着我们掌握了锂电池生产全链设备的所有软硬件技术，并有整合、优化、升级智能装备与智能生产的能力。”

和其他锂电设备厂商相比，先导智能可以提供全固态电池生产各工段的全部关键设备，不仅解决了设备适配性的问题，也能更好地进行整个生产流程的管控和追溯。同时，由于产线方案具备高自动化、高智能化特点，生产过程可以实现少人化甚至无人化生产，从源头助力客户实现综合降本增效、节能减排。

为此，先导智能进行了“软件硬件两手抓”，以新型生产关系发展新质生产力。除了在硬件端提供各类智能设备之外，在软件端也开发了Lead ACE穹顶智能制造整体解决方案，助力工厂实现从原料、生产、包装、交货全环节的标准化、智能化管理，就像为设备装上了“智能大脑”。

先导智能工作人员表示，在公司独创Lead ACE穹顶智能制造解决方案的指导下，可以为全固态电池厂商打造智能一体化无人产线。通过打通全固态电池制造工艺环节，以自研技术实现了工艺简化，缩短了前道制程周期。配合先导智能独创的微环境管控方案，在确保产品高效、高品质产出的同时，达成能耗需求、人力需求、整体投入需求的综合降本。

“在这个过程中，微环境管控方案的应用也确保了生产全流程的环境独立，把工业副产品对自然环境的影响降到了最低，能助力客户实现长效可持续发展。”上述工作人员称。

“开拓者”

身前的蓝海市场

在先导智能眼中，全固态电池是“未来科技蓝海”。王燕清表示，早在2018年前，先导智能就捕捉到了全固态电池的巨大潜力，深入布局全固态电池技术，既是为了顺应全球市场趋势，也能满足高端设备国产替代的迫切需求。

和传统液态电池相比，全固态电池由于具备了更高的能量密度和安全性，其商业应用范围也有望得到拓展，不局限于新能源汽车及储能领域，更有望承载飞行汽车、无人机乃至卫星的“电动梦想”。

根据中商产业研究院预测，2030年全球固态电池出货量将达到614.1GWh，市场空间广阔。尽管目前全固态电池尚未规模化量产，生产成本较高，但头豹研究院认为，随着新材料的不断发现与制造工艺的改进，未来固态电池可在加工流程上转变技术路线，减低75%的生产成本。

随着固态电池技术的不断成熟和成本的降低，其应用领域将不断拓展，为先导智能提供全新的增长引擎。王燕清向记者表示，目前全固态电池的技术成熟度已“接近商用阶段”，高端玩家已结束观望，正积极投身于全固态电池的市场开发与建设中，行业有望迎来快速发展机遇期。

“2020年起，我们已与多家行业领军企业达成设备合作，成功获得国内外知名汽车及固态电池企业的全固态生产线订单，初步反馈显示电池生产线在很多方面表现优异，市场反响良好。我们的固态电池关键试验线设备，如干法电极、叠片、固态电池组装等，已实现出口，有效支持了客户的工艺开发及验证。”王燕清说。

据了解，先导智能的电极制备、辊压、叠片、组装及化成分容、物流等系列创新方案已经成功应用于全球首条固态电池量产产线，正助力行业迈向新台阶。同时，先导智能微环境管控方案也实现了如期交付。

对电池制造业而言，其技术与工艺体系极为复杂，对细节把控与精度要求近乎苛刻，这一特性促使行业在技术演变时，必须依赖智能制造设备来满足严苛的生产标准。

“设备制造业的技术门槛本就高，一旦我们跨越了核心技术与关键工艺的研发、实验验证和规模化生产的挑战，实现技术应用的广泛市场渗透，公司的领先地位便难以被后来者轻易撼动。”王燕清表示。

而放眼全球，中国在动力电池行业仍占据优势地位。据SNE Research统计，2024年上半年全球市场动力电池装车量排行前十的企业中，中国动力电池厂商占据了六个席位，整体市场份额达到64.9%，同比增加3.2个百分点。不过日韩电池企业也在摩拳擦掌，积极布局全固态电池研发，要在“下一代电池技术”中与中国企业争锋。

“先导智能在全固态电池领域的突破，将有助于中国增强在全球电池产业中的话语权，提升国家在新能源技术领域的竞争力，帮助中国企业在相关行业标准、贸易规则的制定过程中占据更加有利的地位。”王燕清表示。