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【原创】从实验室杀入量产线,干法电极的时代即将来临
中国粉体网 2026/5/30 09:45:51 点击 1156 次
导读2027-2028年,干法电极将率先走出增长曲线

中国粉体网讯  固态电池是新能源汽车动力电池技术迭代的核心方向,也是破解行业续航焦虑、安全痛点与补能瓶颈的关键方案。但全固态电池的生产要求极低的水氧环境,干法电极工艺无需溶剂的特点恰好契合这一需求。据行业专业人士预判,固态电池真正大批量量产要到2030年,但在2027-2028年,干法电极将率先走出增长曲线。


成本减半?特斯拉攻克干法正极技术


据了解,目前绝大多数电池的正极,都需要采用成本高昂的湿法浆料工艺生产,而负极则早已应用工艺更简便的干法涂布技术。近年来,特斯拉一直在公开研发干法正极技术,旨在简化电池核心部件的生产流程、降低制造成本。今年初,特斯拉宣称干法电极工艺取得“重大突破”,并成功实现全干法正极的工业化量产,将这项技术应用于最新版本的4680电池。5月26日,特斯拉向美国专利商标局提交新专利,宣布成功突破干法正极这一技术难题。



干法正极实现量产的最大阻碍来自材料本身。干法正极粉末质地脆硬、磨损性强,若不借助有毒液态溶剂,根本无法高速涂布在金属箔片上。


特斯拉最新公开的专利,披露了研发团队突破这一瓶颈的技术方案。该专利介绍了一种复合粘结剂体系,将聚四氟乙烯(特氟龙)与聚偏氟乙烯(PVDF,高耐受性特种材料)等稳定性更强的聚合物相结合。这种复合粘结剂经高剪切气流研磨处理后会发生裂解,形成微观蛛网结构。该结构无需任何溶剂,就能依靠机械作用力将电极活性颗粒牢牢结合,最终制成柔韧且可自支撑的电极薄膜。


特斯拉同时对颗粒尺寸进行了优化:选用更大粒径的活性颗粒,以此降低整体比表面积。这一设计让粘结剂总占比控制在2%以内,保障锂离子正常传导,电池性能不受影响。


除了材料配方优化,该专利还解决了此前制约4680电池项目推进的生产速度难题。在早期研发阶段,仅使用纯聚四氟乙烯材料时,原料需要经过高压辊压机反复碾压十次,才能成型为可用薄膜,这样的效率完全无法满足车企大规模生产的需求。


特斯拉表示,采用全新复合粘结剂后,原料仅需三次碾压即可形成完整电极薄膜。碾压工序大幅精简后,生产效率直接提升至原先的三倍。



海外社媒上传出该专利可使电池整体生产成本近乎减半,但马斯克亲自在评论区辟谣:它不会将电池总成本减半,而会大幅降低电池正极的生产成本。


国内外齐推动,干法电极技术进展提速


在美国,除特斯拉外,Sakuu已与SK On等全球电池巨头达成战略合作,推动其无溶剂干法工艺的规模化应用;LiCAP Technologies完成了300MWh卷对卷阴极的成功开发、安装和现场验收测试(SAT)生产线(LRPL),项目验证了干法电极技术在锂离子电池、固态电池及钠离子电池制造中的广泛适用性;AM Batteries的POWDER TO ELECTRODE™干涂层方法无需使用有害溶剂和电极干燥,省去了干燥和溶剂回收的步骤,可将电极制造的资本支出降低30%,运营支出降低60%。


LG新能源宣布,其目标是在2025年底之前完成对能源工厂中先进干法电极工艺的试点生产线的建设(截至目前并未披露相关信息),并展望在2028年全面实现该工艺的量产,据LG新能源估计,采用干法电极工艺可以降低电池制造成本高达17%至30%。


三星SDI在韩国天安工厂的试验生产线“DryEV”上,启动了基于干法电极的电池验证工作。三星SDI电极片事业部透露,干法工艺通过压力诱导PTFE形成纤维结构,无需溶剂干燥环节,设备能耗可大幅降低。目前公司正优化粉体供给控制,改进高强度薄膜化技术。该技术有望应用于全固态电池领域,成为提升量产效率、降低制造成本的关键突破点。


日产汽车与美国LiCAP Technologies共同开发全固态电池(ASSB)阴极的生产工艺技术,合作将加速干电极生产工艺技术的发展。


宁德时代正积极研发干法电极技术,与先导智能深度绑定(股东+大客户),为固态电池量产储备工艺;亿纬锂能布局4680大圆柱与固态电池双路线,干法电极技术储备完善;清陶能源与纳科诺尔、先惠技术等设备商深度合作,1GWh固态电池产线采用干法电极工艺;国立科技投资约30亿元,建设干法电极固态电池产业项目。


设备的突破,给了干法电极量产的勇气


先导智能推出“干法成膜复合一体设备”,集成纤维化、成膜、复合功能,干法电极设备已成功发货至欧洲、美国、日韩等国家和地区的知名汽车企业、头部电池客户、新兴电池客户现场,并获得客户认可和重复订单。CIBF2026上,先导智能推出量产型干法涂布系统的升级方案,以毫秒级热响应速度与±0.5℃的极致温控精度,配合超强刚性辊,为涂布的纤维化与长期稳定运行提供了更高级别的工艺控制,且新系统在实现极致品控的同时,设备能耗亦得到了显著优化。



2023年,清研纳科推出了国内首台多辊连续转移干法成膜复合一体化装备;2024年,首推双面成膜复合一体化装备,助推干法电极小规模量产;2025年,推出多辊双面成膜复合一体化设备,幅宽1200mm,速度80m/min,干法负极实现量产。清研纳科多辊连轧装备通过多次升级迭代,形成了多系列的单面成膜复合、双面成膜复合产品,填补了国内干法电极制造装备领域的空白。


利元亨成功攻克了干法电极工艺中的材料均匀性和一致性难题,自主研发的电极辊压与电解质热复合一体机、胶框印刷叠片机以及高压化成分容设备等产品,不仅显著提升了电池能量密度和循环寿命,还实现了高效、安全、标准化的全固态电池生产。


高能数造在电极生产过程中实现了活性材料与电解质的直接掺混,并已打通纯电解质的干法制备工艺路线,为全固态电池固-固界面问题提供了新的解决路径。目前,高能数造已形成覆盖不同材料体系的干法工艺设备方案。


小结


随着特斯拉干法电极技术突破的消息不断传出,这场历时七年、烧掉超20亿美元的攻坚战,也宣布从实验室杀入了量产线。宁德时代、LG新能源等企业纷纷提速,设备商也陆续推出新设备,一场属于干法电极工艺的革命,正席卷全球。


信息来源:

中国全固态电池攻坚进行时.汽车纵横

盘点国外头部干法电极企业.源因产研院

告别湿法工艺!特斯拉干法电池投产,成本近乎减半.深圳市电池行业协会

国内干法电极工艺布局情况.粉体网


(中国粉体网编辑整理/苏简)

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