固態(tài)電池時代已來，干法電極設(shè)備成為關(guān)鍵推手

中科院青島能源所全固態(tài)電池干法制備取得新突破；

高能數(shù)造全固態(tài)電池干法小試線正式上線；

琥崧微納米科技固態(tài)電池干法電極系列設(shè)備研發(fā)成功；

清研納科率先開啟干法電極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；

利元亨固態(tài)電池干法電極核心裝備研發(fā)成功；

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干法電極技術(shù)在降低電池成本，提升電池性能上有著濕法工藝無可比擬的優(yōu)勢，被認(rèn)為是半固態(tài)、全固態(tài)電池的理想工藝。隨著科研院所和相關(guān)企業(yè)在干法電極技術(shù)上相繼取得突破，這一領(lǐng)域正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

什么是干法電極技術(shù)？干法電極技術(shù)是指通過物理或化學(xué)方法將粉末狀的活性材料、導(dǎo)電劑和少量或無粘結(jié)劑混合并成型為自支撐或非自支撐的薄膜，作為鋰離子電池的正極、負(fù)極或固態(tài)電解質(zhì)。

在利用干法電極技術(shù)生產(chǎn)固態(tài)電池的過程中需要用到哪些設(shè)備？干法制備固態(tài)電池主要用到的設(shè)備有氣流粉碎機(jī)、流化床干燥機(jī)、螺桿擠出機(jī)、輥壓機(jī)等。

1、氣流粉碎機(jī)

在正負(fù)極材料制備中，氣流粉碎機(jī)利用高速氣流使物料與沖擊部件發(fā)生碰撞、沖擊、剪切等作用而粉碎。氣流粉碎后的物料平均粒度細(xì)，粒度分布較窄，顆粒表面光滑，顆粒形狀規(guī)整，純度高，活性大，分散性好。其具有更高的電化學(xué)性能，有助于提高固態(tài)電池的能量密度和循環(huán)壽命。

圖片來源：江蘇密友粉體新裝備制造有限公司

在固態(tài)電解質(zhì)膜制備中，氣流粉碎機(jī)壓縮空氣通過噴嘴高速射入粉碎腔后，活性物質(zhì)及粘接劑混合物通過進(jìn)料口到達(dá)粉碎腔。混合物在高壓氣流的作用下相互碰撞粉碎實(shí)現(xiàn)原纖化，最后，混合物隨氣流上升至分級腔在輥壓設(shè)備作用下形成自支撐膜。

2、流化床干燥機(jī)

流化床干燥機(jī)利用干燥介質(zhì)（如熱空氣）使固體顆粒在流化狀態(tài)下進(jìn)行干燥。在流化床內(nèi)，固體顆粒被干燥介質(zhì)吹起并懸浮，形成類似沸騰的狀態(tài)，從而大大增加了物料與干燥介質(zhì)的接觸面積，提高了傳熱傳質(zhì)效率。

圖片來源：常州市龍鑫智能裝備股份有限公司

在固態(tài)電池的制造過程中，電極材料（包括正極、負(fù)極材料以及固態(tài)電解質(zhì)）在涂布到集流體上后，需要經(jīng)過干燥處理以去除溶劑或水分。流化床干燥機(jī)能夠高效地完成這一任務(wù)，確保電極材料的干燥度和均勻性。

3、螺桿擠出機(jī)

螺桿擠出機(jī)通過旋轉(zhuǎn)的螺桿在機(jī)筒內(nèi)將物料向前推動，同時物料在螺桿和機(jī)筒的剪切、擠壓作用下進(jìn)行混合、塑化和熔融，最終通過模具擠出成型。

圖片來源：張家港市通沙塑料機(jī)械有限公司

螺桿擠出機(jī)在干法電極技術(shù)中可以實(shí)現(xiàn)粉體混合物的高效、連續(xù)、均勻擠出成型，為干法電極的制備提供有力支持。

4、輥壓機(jī)

輥壓機(jī)通過兩個或多個旋轉(zhuǎn)的輥筒對物料施加壓力，使其發(fā)生塑性變形并緊密結(jié)合在一起。在固態(tài)電池的生產(chǎn)中，輥壓機(jī)被用于將電極材料和固態(tài)電解質(zhì)等粉體材料壓制成所需的形狀和尺寸。

圖片來源：納科諾爾

在干法制備固態(tài)電池的過程中，正負(fù)極材料通常以粉末形式存在，輥壓機(jī)可以將這些粉末材料均勻地壓制在集流體上，形成致密的電極層。在固態(tài)電解質(zhì)制備過程中，通過輥壓法可以將固態(tài)電解質(zhì)粉末壓制成薄膜或片狀結(jié)構(gòu)，以滿足電池組裝的需求。

5、其他設(shè)備

?高能數(shù)造全固態(tài)電池干法小試線

圖片來源：高能數(shù)造

高能數(shù)造全固態(tài)電池干法小試線，可實(shí)現(xiàn)材料纖維化、制膜、復(fù)合、裁切、疊片、極耳焊接、封裝、電芯致密化等工序，完成全固態(tài)電池的全流程制備。

?琥崧新干線—3D纖維化混合機(jī)

圖片來源：琥崧微納米科技

琥崧微納米科技新推出的3D纖維化混合機(jī)，通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計，精準(zhǔn)的溫度控制，在保證材料充分均勻混合、PTFE最佳纖維化的同時，增加包覆、造粒功能，能夠有效避免材料傳輸過程中分層，確保材料一致性和穩(wěn)定性。

?粉體成膜雙面復(fù)合一體化裝備

圖片來源：深圳清研電子科技有限公司

今年CIBF2024，清研納科推出粉體成膜雙面復(fù)合一體化裝備，該智能裝備將助推干法電極進(jìn)入小規(guī)模化量產(chǎn)階段，生產(chǎn)速度將達(dá)到50m/min，單臺設(shè)備的年產(chǎn)能為0.5Gwh。

參考來源：

高能數(shù)造、納科諾爾、琥崧微納米科技、清研電子、粉體網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)公開信息等

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