中國儲能網訊：在全固態(tài)電池的生產過程中，極片和固態(tài)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(tài)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(tǒng)濕法工藝成本結構、提升制造競爭力而重點研發(fā)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(huán)節(jié)，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(qū)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?！比荢DI電極片事業(yè)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(tài)電池產業(yè)化正進入沖刺階段。業(yè)內機構分析指出，硫化物全固態(tài)電池離子電導率高，未來在全固態(tài)電池體系中發(fā)展?jié)摿Υ?，行業(yè)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(tài)電池量產的一項關鍵革新工藝。
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(tài)電池干法設備，搶占新一輪技術高地。
“公司在固態(tài)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?！崩啾硎荆摴镜谌煞姌O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(tài)電池的干法電極。
據先導智能透露，該公司的固態(tài)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(qū)的知名汽車與電池企業(yè)。贏合科技透露，在固態(tài)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(tài)工藝，其開發(fā)的固態(tài)極片涂覆設備，已成功發(fā)貨到頭部客戶。
“公司與清研電子達成戰(zhàn)略合作，對干法電極前段工序技術進行產業(yè)化、規(guī)模化攻關?！焙旯た萍急硎荆p方專注于核心部件的生產工藝和成套設備的協(xié)同研發(fā)，將共同推進干法電極前段工序的研發(fā)與市場應用。
據先惠技術透露，該公司與清陶能源合作研發(fā)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?？屏h表示，該公司為響應下游重要客戶的開發(fā)需求，主要針對固態(tài)電池核心零部件，開展干法電極的技術開發(fā)，目前其干法電極的開發(fā)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(tài)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(yōu)化，以加快推進干法電極工藝的產業(yè)化應用速度。高能數造表示，該公司開發(fā)了專門用于制備全固態(tài)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(xù)制備。
產業(yè)協(xié)同努力
“干法電極作為一種創(chuàng)新的工藝，和傳統(tǒng)的濕法工藝的差別，主要是在前道工序的電極制作環(huán)節(jié)。”業(yè)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(tài)電解質發(fā)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(wěn)定性和生產適應性等方面，干法電極工藝具有明顯的優(yōu)勢。在目前固態(tài)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(tài)電池的適配性較強，是硫化物全固態(tài)電池量產過程的助推利器。
“干法電極拋棄傳統(tǒng)液態(tài)溶劑，與固態(tài)電池設計理念類似。在干法技術的賦能下，固態(tài)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(tài)電池性能?！眹鴥饶吃O備制造廠商表示。
值得注意的是，雖然干法電極是提高固態(tài)電池性能的工藝利器，但要發(fā)揮其理想功效并不容易。業(yè)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(yè)企業(yè)協(xié)同努力。
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