固态电池量产提速,全干法工艺成产业化关键
固态电池量产提速,全干法工艺成产业化关键
固态电池作为下一代锂电池的重要升级方向,其量产装车进程不断提速。近期,固态电池领域捷报频传: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,能量密度最高可达800Wh/kg;湖南久森安高科技无人机固态电池实现量产,产能达1.5GWh。这些进展背后,全干法工艺正成为推动固态电池产业化的关键力量。
全干法工艺:固态电池的核心突破
全干法工艺是一种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制造工艺。这种工艺与固态电池的设计理念高度契合,不仅消除了湿法工艺中溶剂残留的问题,还显著提升了电池的安全性和能量密度。
干法电极的制造步骤主要包括干混(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)。相比湿法电极工艺,干法工艺具备以下显著优势:
- 成本优势:可减少超过10%的原材料溶剂成本,以及超过40%的能源消耗。
- 性能提升:电极减少了与固态电解质发生副反应的风险,提高了电池的整体性能。
- 结构稳定性:干法工艺制备的电极具有更好的结构稳定性,尤其在高能量密度应用中表现突出。
成本突破:从技术创新到产业化
全干法工艺不仅在技术上实现了突破,更在成本控制方面展现出巨大潜力。据最新数据显示,当前固态电池的生产成本在1.9-6.2元/Wh,高于磷酸铁锂/石墨体系约0.34元/Wh的生产成本。而全干法工艺的引入,有望大幅降低这一差距。
国内企业纳科诺尔在干法电极设备领域取得重要突破。公司已推出干法电极设备四辊、五辊、八辊、十辊等系列产品,并在深圳子公司建立锂电池干法电极生产示范线。近期,纳科诺尔陆续与国内头部客户签订设备采购合同,标志着干法电极成型覆合一体机进入实际应用阶段。
除了纳科诺尔,多家设备厂商也在积极布局干法电极技术。利元亨开发的第三代干法电极设备采用高通量多辊压延方法,先导智能为韩国头部电池企业定制的固态干法电极涂布设备已顺利交付,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。
未来展望:从高端应用到大规模普及
随着技术的不断成熟和成本的持续下降,固态电池有望在多个领域实现广泛应用。初期,固态电池将优先在成本敏感性较低的领域应用,如机器人、可穿戴设备、航天设备、无人机等。随着技术进步和规模效应的显现,固态电池将进一步渗透到eVTOL(电动垂直起降飞行器)和电动车等对成本和能量密度要求更高的领域。
全干法工艺作为固态电池生产的关键技术,不仅解决了固固界面难题,显著提升了电池的循环和倍率性能,更为重要的是,它为固态电池的成本下降开辟了新的路径。随着越来越多的企业加入到干法电极技术的研发和应用中,固态电池的商业化进程有望加速,为低空经济和可再生能源的发展注入强劲动力。