固态电池量产的干法“革命”

　　固态电池作为下一代锂电池重要的升级方向，其量产装车进程不断提速。目前，已经有不少车企实现半固态电池装车，根据各大车厂和电池厂商披露的时间表来看，绝大部分计划在2030年左右实现全固态电池的量产装车。

　　近期，固态电池领域不断传来好消息。青岛中科源本新能源高性能20Ah车载硫化物全固态电池中试线落地青岛。据悉，该中试线使用的第一代正极为高镍三元正极;第二代正极将使用改性硫化锂正极，能量密度超过600Wh/kg;第三代正极计划使用硫正极，将电池能量密度进一步提升到800Wh/kg。

　　在一周前，湖南久森安高科技无人机固态电池量产下线仪式在湖南临武举行，目前该公司已拥有一条产能为1.5GWh的固态电池全自动化生产线。据悉，该公司还计划在2025年实现两轮车固态电池和储能固态电池的量产。

　　固态电池量产涉及不少材料、工艺设备领域的创新。业内人士指出，随着固态电池技术的不断进步和量产装车目标的日益临近，干法电极作为一种关键的技术工艺，其重要性日益凸显。目前，多家行业企业都在积极布局干法电极技术，以推动固态电池的量产和应用？。

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契合固态电池理念

　　“公司为响应下游重要客户的开发需求，主要针对固态电池核心零部件，开展干法电极的技术开发。目前干法电极的开发工作已顺利完成小试，正在推进中试工作。由于没有使用有机溶剂，电极减少了与固态电解质发生副反应的风险，提高了电池的安全性和能量密度。” 国内某电池厂商如是介绍称。

　　据了解，干法电极的制造步骤可分为干混(混合+纤维化+造粒)、电极膜制造(成膜+减薄)，以及压制电极(电极膜与集流体复合)。干法制备固态电池主要用到的设备有气流粉碎机、流化床干燥机、螺杆挤出机、辊压机等。相比较湿法电极工艺，干法电极工艺可减少超过10%的原材料溶剂成本，以及减少超过40%的能源消耗，具备良好的经济性。

　　“和传统的湿法工艺相比，干法电极工艺可以在不使用溶剂的情况下，通过干法混合粘合剂、活性材料和导电剂，然后将其压制在集流体上形成电极的一种制造工艺。干法电极工艺在成本效率、性能提升、结构稳定性和生产适应性等方面存在明显优势。”业内人士指出。此外，运用干法工艺，固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥，消除了湿法工艺烘干后，溶剂分子的残留问题。

　　干法电极是对湿法工艺的一种“革命”，其工艺理念与固态电池类似，是助力全固态电池实现大规模量产的重要技术。中邮证券指出，固态电池的几个技术路线中，干法工艺和硫化物固态电池的适配性更好。比如，硫化物电解质对有机溶剂较敏感，同时金属锂容易与溶剂反应导致膨胀，干法电极中由PTFE原纤维化构成的二维网络结构，可以抑制活性物质颗粒的体积膨胀。

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加速固态电池量产进程

　　随着固态电池产业化进程的加快，对干法电极设备的需求也将快速增长。截至目前，已经有包括利元亨、赢合科技、先导智能、曼恩斯特、纳科诺尔等在内的众多设备厂商都已率先布局干法电极技术。

　　据了解，利元亨拥有完全自主知识产权的干法电极核心装备项目已开发成功，并获得多项发明专利和实用新型专利。利元亨第三代干法电极设备采用高通量多辊压延方法，用大小辊配置实现更严格的公差控制，并将材料减薄至极小厚度;同时配合定量进料设计，能够适应所有不同化学体系固态电池的干法电极。

　　近期，先导智能在投资互动平台表示，公司有干法电极工艺相关设备。据介绍，该公司为韩国头部电池企业客户定制的固态干法电极涂布设备已顺利发货至客户现场，获得客户高度认可。截至目前，先导智能已经向欧、美、日、韩等国家和地区的头部电池客户、知名车企和新兴电池客户交付了各工段的固态电池生产设备。

　　在固态电池领域，赢合科技则推出了第三代干法混料纤维化+干法成膜工艺集成化设备。据介绍，该公司的设备借助粉体搅拌、纤维化、均匀铺粉、多辊电极转移、多辊厚度闭环、电极切边、电极复合七大核心技术，大幅提升极片制造效率，节约生产成本，在产品端具备更高的压实密度和能量密度。

　　“干法成膜是未来电极工艺的创新迭代方向，具备减少投资、降低成本、提升能量密度等多重优势。”曼恩斯特表示，目前该公司已为国内外多家企业提供干法电极的测试实验，且其纤维化及复合成膜工艺已获得少量设备订单，未来将在干法成膜全套工艺装备上，加大研发投入及市场开发力度。

　　除此之外，纳科诺尔透露，该公司已与多家国内头部客户签订了固态电池干法电极设备采购合同，并已向后者陆续交付多套干法电极设备，以加快推进干法电极工艺的产业化应用速度。

　　极片是固态电池的关键组成部分，对电池的容量和能量密度具有重要影响。干法电极技术摒弃了传统的液态溶剂，与固态电池的设计理念高度契合，其技术也在不断成熟，未来在固态电池产业化的进程中，将扮演越来越重要的角色。