根据起点固态电池公 众号,固态电池的关键工艺包括干法电极制备技术、电解质转印涂布技术、 等静压成型技术等。
电极和电解质的制备可使用湿法和干法工艺,干法成膜技术与固态电 池更为适配。根据《电极和相关材料的干法制备技术》(李庆盈等,2023), 锂液态电池的主流量产技术依赖于湿法涂布技术,通过将浆料湿涂在集流 体上得到电极,该技术存在的缺点包括:1)成本高、污染大,易造成能源 浪费。电极浆料混合过程需要大量使用 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),而 NMP 价格昂贵(增加成本)且有毒(污染环境)。因此,在大规模生产的干燥过 程中,必须建立一个回收装置来收集和再处理蒸发掉的 NMP,极片烘干过 程产生额外的热能损耗无法避免。2)不适用于硫化物全固态电池。固态电 解质,尤其是硫化物固态电解质,对水和极性有机溶剂(如醇和酰胺溶剂) 极为敏感。因此,只能使用非极性或弱极性溶剂(如二甲苯和甲苯),这就 降低了固态电解质的离子导电性,并限制了粘合剂的选择,因为很少有粘合 剂能与之匹配。干法制膜技术是指通过物理或化学方法将粉末状的活性材 料、导电剂和少量或无粘结剂混合并成型为自支撑或非自支撑的薄膜,作 为锂电池的正极、负极或固态电解质。
湿法工艺制备固态电解质膜主要有三种技术路线。根据《硫化物固态 电解质膜的制备技术与挑战》(孙德业等,2025),根据薄膜成型时采用的基 底材料的种类不同, 可将湿法成膜技术分为三种。第一种湿法成膜技术是将 SE 浆料直接涂覆到辊压后的复合正极膜基底上, 经过干燥后, 对正极固态 电解质膜的复合结构再次进行辊压, 以实现固态电解质膜的致密化;第二种 湿法成膜技术是将电解质的浆料涂覆到支撑物上成膜, 之后再将电解质膜 转移到复合电极或单独使用;第三种湿法成膜技术则是将电解质浆料浇筑 到带有骨架支撑的结构上。根据骨架支撑结构的组分不同,可以分为高分子 骨架和无机固态电解质骨架。
根据《干法成型电极技术的研究进展》(刘凝,2024),干法制膜技术主 要包括粉末压缩、粉末喷涂和粘结剂纤维化等。 粉末压缩:根据《超薄硫化物固态电解质膜的研究与开发进展》(余灿 文等,2025),粉末压缩通过球磨将聚合物黏结剂与硫化物电解质干混合, 然后冷 (热) 压形成厚度为 60~100μm 的复合电解质膜。这种方法制备薄膜 弹性模量低、柔韧性差、易开裂,受使用模具尺寸限制。 粉末喷涂:根据《干法成型电极技术的研究进展》(刘凝,2024),粉末 喷涂是直接将干粉喷涂在基材上。通过向喷嘴针头施加高压,流体化的干粉 颗粒带电。带电后,干粉颗粒将会在电场力的作用下沉积在接地的集流体上。 该方法能够实现①电极与集流体之间的良好接触和②消除蒸发溶剂所需要 的等待时间。同时,电极的载量和形貌也得到了控制。
粘结剂纤维化:根据《电极和相关材料的干法制备技术》(李庆盈等, 2023),粘结剂原纤维化通常需要以下步骤:首先根据一定比例将电解质粉 末(锂盐等)、添加剂与粘结剂混合;然后对混合材料进行机械作用,使粘 结剂在高速剪切作用下形成纤维状结构,实现纤维化;混合物还需经过高温 热处理以维持最优良的纤维化状态,最后经过密炼后辊压成膜并根据需要 进行裁切等后处理,制备成所需的固态电解质膜。经过该方法制备电解质膜 层中粘合剂以纳米级纤维形式均匀分布,从而大大降低了由粘合剂引起的 阻抗。此外,采用后续机械压延工艺可有效压缩电解质膜的孔隙率,减小电 极内部的电子/离子传导接触电阻并抑制电池长周期充放电过程中因锂金属 枝晶生长引起的内部短路。综上,通过机械作用实现粘结剂的纤维化和网络 交联制备固态电解质的干法膜制技术,被认为是实现高性能全固态电池的 关键工艺途径之一。

叠片是最适合固态电池的制备工艺。根据高工锂电公众号,对于传统的 液态电池,卷绕工艺由于发展时间长、成本低、效率和良率高、产业配套成 熟,是动力电池制备的主流工艺。然而对于固态电池,由于固态电解质脆, 易断裂,不论是氧化物、硫化物还是卤化物,叠片成为全固态电池量产更为 可行的技术路线。根据《固态电池行业研究及其投资逻辑分析》(韩熙如等, 2024),与液态电池生产相比,固态电池无需注入电解液,从工艺成熟度、 效率、成本等方面考虑,叠片是最适合固态电池的制备工艺。可将电极单元 直接堆叠串联,无需内部极耳,从而提高制造效率,降低包装成本。根据《全 固态电池生产工艺分析》(翟喜民等,2022),固态电池叠片工艺分为分段叠 片和一体化叠片。分段叠片沿用液态电池叠片工艺,将正极、固体电解质层 和负极裁切成指定尺寸后按顺序依次叠片后进行包装;一体化叠片是在裁 切前将正极,固体电解质膜和负极压延成 3 层结构,按尺寸需求将该 3 层 结构裁切成多个“正极-固体电解质膜-负极”单元,并将其堆叠在一起后 进行包装。
等静压技术基于帕斯卡原理,可对零件或坯料进行压实。根据电动中 国公众号,等静压工艺为粉末冶金领域的一种技术,已有近百年的历史。根 据温度不同,等静压工艺可分为冷等静压、温等静压和热等静压。等静压法 的主要原理是帕斯卡原理(静止的液体或气体在容器内施加的压力,会均匀 地分布在整个容器内部并沿所有方向传递),在密封容器中,以高压流体为 介质,将其产生的静压力均匀的向各个方向上传递,使其中的粉末或待压实 的烧结坯料(或零件)形成高致密度坯料(或零件)。
等静压技术成为解决固态电池多方面问题的关键方法。根据 Quintus Technologies,固态电池的商业化过程中面临着一些挑战,包括组件中残留 的孔隙率、颗粒接触不充分以及充放电过程中电池体积的变化。固态电池量 产中面临的两大难题,一是孔隙率陷阱,即实验室中表现优异的固态电池, 量产时因电极层间残余孔隙率导致离子传输受阻,内阻飙升。数据显示,残 余孔隙率是固态电池内阻(阻抗)高的主要成因。硫化物基固态电池经温等 静压处理后,孔隙率显著降低,离子晶界阻抗大幅下降;二是传统压延工艺 失效,单轴辊压虽具备连续加工能力,却难以突破致密化极限——电极复合 材料密度最高仅达 85%,且伴随颗粒破裂、集流体变形等致命缺陷。Quintus 温等静压技术在 500MPa、85℃条件下可使电极密度提升至 95%,从根本上 解决界面接触难题。
等静压技术助力固态电池实现性能提升。根据 Quintus Technologies, 等静压技术在固态电池加工中带来的优势包括降低内部电阻、延长循环寿 命、提高库仑效率和灵活的电池尺寸和几何形状。此外,在量产中随着等静 压机容积的提升,成本会出现显著下降,例如 100L 容积的小压机加工成本 达到 0.5 欧元/Wh,但 2000L 容积的大压机成本预估为 0.04 欧元/Wh。
化成是其中不可忽视的一环,它对锂电池性能的影响至关重要。根据 维科网锂电公众号,化成是锂电池注液后对电池的首次充电过程。该过程可 以激活电池中的活性物质,使锂电池活化。同时,锂盐与电解液发生副反应,在锂电池的负极侧生成固态电解质界面(SEI)膜,该层膜可阻止副反应进 一步的发生,从而减少锂电池中活性锂的损失。SEI 的好坏对锂电池的循环 寿命、初始容量损失、倍率性能等有着很大影响。 固态电池需采用高压化成优化电池性能。根据胜创智能公众号,固态 电池的化成过程需要较高的压力,通常为 60-80 吨。这是为了优化电池性 能,解决固-固界面接触问题,并促进离子传导通道的形成。高压化成有助 于消除界面空隙,增大有效接触面积,降低界面阻抗,从而实现强制锂离子 穿透固固界面屏障,形成离子导通网络。
方形为当前动力电池的主流封装形式。根据 GGII 数据,2024 年我国装 机的动力电池以方形封装形式为主,其占比高达 96.74%,而软包仅占比 1.21%。
软包封装的形式与固态电池适配度高。根据《固态电池软包封装的剖析 及展望》(曲凡多,2025),软包封装主要依赖铝塑膜作为封装材料,其结构 一般由外层尼龙层、中间铝箔层以及内层热封层组成。尼龙层提供了良好的 机械强度和耐磨损性,能够保护电池在外部环境中的物理完整性;铝箔层具 备出色的阻隔性能,可有效阻挡氧气、水分等对电池内部的侵入,防止电池 内部发生不必要的化学反应,确保电池的稳定性;内层热封层则能够在封装 过程中实现良好的密封效果,保证电池内部环境的相对独立性。在技术适配 性方面,软包封装结构特性与固态电池具备适配优势,如铝塑膜各层保障电 池性能,且软包封装能适应固态电池体积变化,缓解散热劣势;在工艺适配 性方面,叠片式堆叠与热压复合工艺契合固态电池需求,软包铝塑膜封装工 艺可提升电池稳定性。
众多固态电池企业积极布局固态电池软包封装方向。根据《固态电池 软包封装的剖析及展望》(曲凡多,2025),孚能科技固在固态电池产品化开 发中采用了叠片软包的电池制备艺技术路线;宁德时代虽然在多种电池封装形式上都有涉足,但也在积极探索软包封装在固态电池中的应用潜力;比 亚迪在固态电池研发过程中,也在考虑软包封装的适配性;长安金钟罩全固 态电池也是采用软管包封装形式。此外还有赣锋锂电、清陶能源等也布局软 包固态产品及相关配套。