固態電池“加速”導入干法工藝
在全固態電池的生產過程中，極片和固態電解質膜的制造工藝占據著重要地位。據外媒報道，今年6月三星SDI正在韓國天安工廠建設的試驗生產線“DryEV”上，啟動基于干法電極的電池驗證工作。該報道稱，三星SDI正在考慮將干法電極技術應用于全固態電池，計劃將其作為降低制造成本、提升設備效率和量產速度的競爭手段。
據宣稱，干法電極是三星SDI為突破傳統濕法工藝成本結構、提升制造競爭力而重點研發的一項技術，目前已實現高密度薄膜化、工藝縮短、設備精簡和厚膜化的可能，正不斷提升量產成熟度。該工藝因不使用溶劑而無需干燥環節，可大幅減少設備能耗。
“干法電極的核心是粘合劑，干法與濕法在材料方面的區別僅在于此。PTFE(聚四氟乙烯)粘合劑在施加一定壓力和剪切力時，會像纖維一樣拉伸延展。”三星SDI電極片事業部負責人表示，這種纖維結構形成支撐導電材料和活性物質的層狀結構，過程中導電材料均勻分散、纖維相互纏繞，使得薄膜化更牢固。
據了解，目前特斯拉、比亞迪、寧德時代、億緯鋰能、LG新能源等眾多廠商，也都在積極導入干法電極技術。
當下，全固態電池產業化正進入沖刺階段。業內機構分析指出，硫化物全固態電池離子電導率高，未來在全固態電池體系中發展潛力大，行業內諸多廠商紛紛聚焦硫化物技術路線。在設備端，硫化物體系聚焦干法制造及成膜工藝，因此干法被視為固態電池量產的一項關鍵革新工藝。
01
搶占干法技術高地
目前，國內眾多設備廠商也都在積極布局固態電池干法設備，搶占新一輪技術高地。
“公司在固態電池核心工藝方面，比如在電池生產中提質降本的關鍵點-干法電極技術等方面，已有較深入的研究和積累，擁有相對應的專利布局，并已生產出相關設備。”利元亨表示，該公司第三代干法電極設備采用高通量多輥壓延方法，能夠適應所有不同化學體系固態電池的干法電極。
據先導智能透露，該公司的固態電池設備及干法電極設備，已經成功進入歐洲、美國、日韓等多個國家和地區的知名汽車與電池企業。贏合科技透露，在固態電池輥壓設備方面，該公司推出了第三代干法攪拌纖維化+干法成膜全固態工藝，其開發的固態極片涂覆設備，已成功發貨到頭部客戶。
“公司與清研電子達成戰略合作，對干法電極前段工序技術進行產業化、規模化攻關。”宏工科技表示，雙方專注于核心部件的生產工藝和成套設備的協同研發，將共同推進干法電極前段工序的研發與市場應用。
據先惠技術透露，該公司與清陶能源合作研發的干法核心設備，目前已成功交付客戶，并進入精細調試階段。科力遠表示，該公司為響應下游重要客戶的開發需求，主要針對固態電池核心零部件，開展干法電極的技術開發，目前其干法電極的開發工作已順利完成小試，正在推進中試工作。
除此之外，科恒股份表示，該公司出品的固態電池干法電極設備，已交付客戶使用。納科諾爾表示，將積極配合下游客戶，對干法電極生產設備進行調整和優化，以加快推進干法電極工藝的產業化應用速度。高能數造表示，該公司開發了專門用于制備全固態電解質膜的干法技術及相應設備，可實現各種電解質膜的干法連續制備。
02
產業協同努力
“干法電極作為一種創新的工藝，和傳統的濕法工藝的差別，主要是在前道工序的電極制作環節。”業內人士分析指出，干法工藝可以在不使用溶劑的情況下，通過干法混合粘合劑、活性材料和導電劑，然后將其壓制在集流體上形成電極。而且，干法工藝減少了與固態電解質發生副反應的風險，提高了電池的安全性和能量密度。
整體而言，與濕法工藝相比，在成本效率、性能提升、結構穩定性和生產適應性等方面，干法電極工藝具有明顯的優勢。在目前固態電池硫化物、氧化物、聚合物的幾個技術路線中，干法工藝和硫化物固態電池的適配性較強，是硫化物全固態電池量產過程的助推利器。
“干法電極拋棄傳統液態溶劑，與固態電池設計理念類似。在干法技術的賦能下，固態電池的極片制造過程可實現完全干燥，從而可消除濕法工藝烘干后，溶劑分子的殘留問題。同時，利用粘接劑的原纖化作用制造固體電解質膜，能提升固態電池性能。”國內某設備制造廠商表示。
值得注意的是，雖然干法電極是提高固態電池性能的工藝利器，但要發揮其理想功效并不容易。業內人士指出，干法電極的關鍵難點在于，混合電極材料粉末的均勻性以及成膜的一致性，因此干法工藝對輥壓的精度、均勻度及壓實密度的要求會更高。這些仍然需要產業企業協同努力。
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