北京
在全固态电池的生产过程中，极片和固态电解质膜的制造工艺占据着重要地位。据外媒报道，今年6月三星SDI正在韩国天安工厂建设的试验生产线“DryEV”上，启动基于干法电极的电池验证工作。该报道称，三星SDI正在考虑将干法电极技术应用于全固态电池，计划将其作为降低制造成本、提升设备效率和量产速度的竞争手段。
据宣称，干法电极是三星SDI为突破传统湿法工艺成本结构、提升制造竞争力而重点研发的一项技术，目前已实现高密度薄膜化、工艺缩短、设备精简和厚膜化的可能，正不断提升量产成熟度。该工艺因不使用溶剂而无需干燥环节，可大幅减少设备能耗。
“干法电极的核心是粘合剂，干法与湿法在材料方面的区别仅在于此。PTFE(聚四氟乙烯)粘合剂在施加一定压力和剪切力时，会像纤维一样拉伸延展。”三星SDI电极片事业部负责人表示，这种纤维结构形成支撑导电材料和活性物质的层状结构，过程中导电材料均匀分散、纤维相互缠绕，使得薄膜化更牢固。
据了解，目前特斯拉、比亚迪、宁德时代、亿纬锂能、LG新能源等众多厂商，也都在积极导入干法电极技术。
当下，全固态电池产业化正进入冲刺阶段。业内机构分析指出，硫化物全固态电池离子电导率高，未来在全固态电池体系中发展潜力大，行业内诸多厂商纷纷聚焦硫化物技术路线。在设备端，硫化物体系聚焦干法制造及成膜工艺，因此干法被视为固态电池量产的一项关键革新工艺。
01
抢占干法技术高地
目前，国内众多设备厂商也都在积极布局固态电池干法设备，抢占新一轮技术高地。
“公司在固态电池核心工艺方面，比如在电池生产中提质降本的关键点-干法电极技术等方面，已有较深入的研究和积累，拥有相对应的专利布局，并已生产出相关设备。”利元亨表示，该公司第三代干法电极设备采用高通量多辊压延方法，能够适应所有不同化学体系固态电池的干法电极。
据先导智能透露，该公司的固态电池设备及干法电极设备，已经成功进入欧洲、美国、日韩等多个国家和地区的知名汽车与电池企业。赢合科技透露，在固态电池辊压设备方面，该公司推出了第三代干法搅拌纤维化+干法成膜全固态工艺，其开发的固态极片涂覆设备，已成功发货到头部客户。
“公司与清研电子达成战略合作，对干法电极前段工序技术进行产业化、规模化攻关。”宏工科技表示，双方专注于核心部件的生产工艺和成套设备的协同研发，将共同推进干法电极前段工序的研发与市场应用。
据先惠技术透露，该公司与清陶能源合作研发的干法核心设备，目前已成功交付客户，并进入精细调试阶段。科力远表示，该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，目前其干法电极的开发工作已顺利完成小试，正在推进中试工作。
除此之外，科恒股份表示，该公司出品的固态电池干法电极设备，已交付客户使用。纳科诺尔表示，将积极配合下游客户，对干法电极生产设备进行调整和优化，以加快推进干法电极工艺的产业化应用速度。高能数造表示，该公司开发了专门用于制备全固态电解质膜的干法技术及相应设备，可实现各种电解质膜的干法连续制备。
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产业协同努力
“干法电极作为一种创新的工艺，和传统的湿法工艺的差别，主要是在前道工序的电极制作环节。”业内人士分析指出，干法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。而且，干法工艺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。
整体而言，与湿法工艺相比，在成本效率、性能提升、结构稳定性和生产适应性等方面，干法电极工艺具有明显的优势。在目前固态电池硫化物、氧化物、聚合物的几个技术路线中，干法工艺和硫化物固态电池的适配性较强，是硫化物全固态电池量产过程的助推利器。
“干法电极抛弃传统液态溶剂，与固态电池设计理念类似。在干法技术的赋能下，固态电池的极片制造过程可实现完全干燥，从而可消除湿法工艺烘干后，溶剂分子的残留问题。同时，利用粘接剂的原纤化作用制造固体电解质膜，能提升固态电池性能。”国内某设备制造厂商表示。
值得注意的是，虽然干法电极是提高固态电池性能的工艺利器，但要发挥其理想功效并不容易。业内人士指出，干法电极的关键难点在于，混合电极材料粉末的均匀性以及成膜的一致性，因此干法工艺对辊压的精度、均匀度及压实密度的要求会更高。这些仍然需要产业企业协同努力。
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