随着全球能源结构的转型和新能源汽车的快速发展，电池技术成为推动这一变革的核心力量。在众多电池技术中，全固态电池以其更高的能量密度和安全性，被视为下一代电池技术的发展方向。中国作为全球最大的新能源汽车市场，正全力冲刺全固态电池的研发，目标在2027年实现量产。这一目标的实现，离不开干法电极技术这一创新工艺的助力。干法电极技术以其在成本效率、性能提升、结构稳定性和生产适应性方面的优势，成为硫化物全固态电池量产过程中的重要助推器。
干法电极技术是一种创新的电池生产工艺，它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。这种工艺与传统的湿法工艺相比，在多个方面展现出显著优势。首先，在成本效率方面，干法工艺省去了涂布、干燥及溶剂回收等环节，从而降低了设备投资、能耗和场地面积需求，大幅度减少了设备、人力、设施和能源的投入成本。其次，在性能提升方面，干法工艺能有效提升活性物质的压实密度，同等条件下，电池的能量密度可获得约20%的提升。此外，在结构稳定性方面，干法工艺中粘结剂形成的原纤化网状结构，极大增强了活性物质的稳固性，防止膨胀与脱落，从而提升了电极的整体电性能与使用稳定性。
干法电极技术与硫化物全固态电池的适配性较强，可以规避硫材料遇溶剂易反应易腐蚀的问题。硫化物电解质对极性有机溶剂极为敏感，同时金属锂容易与溶剂反应，导致膨胀更加严重。而干法电极中由PTFE原纤维化构成的二维网络结构，可以抑制活性物质颗粒的体积膨胀，防止其从集流体表面脱落。此外，采用干法电极工艺，固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥，消除湿法工艺烘干后溶剂分子的残留问题。
中国在全固态电池研发方面展现出了强烈的决心和行动力。2024年，工信部牵头从国家层面支持加大对固态电池的研发，为遴选出来的六家重点企业提供了超60亿元的研发补贴，目标2027年实现全固态电池的小规模量产。这六家企业包括比亚迪、吉利、上汽、一汽四个整车企业，以及宁德、卫蓝两个电池厂。国内大厂如华为也公布了硫化物固态电池的专利，宁德时代将固态电池研发团队扩充至超1000人，主攻硫化物路线，进入20Ah样品试制阶段。全固态电池样品试制通常是从1Ah开始不断做大单个电池容量，在1Ah样品阶段的任务是检测电池材料性能优劣；10Ah样品时主要检测电池的单体性能；20Ah样品阶段则意味着电池方案初步定型，进入生产技术探索阶段。
海外企业也基本锚定2027年为第一代硫化物电池的目标节点。第一阶段，2024-2027年，将推出采用传统NCM正极和石墨/硅负极的第一代硫化物固态电池，电池能量密度达到300-400Wh/kg。第二代硫化物固态电池将在2030年左右实现商业化，同时应用新一代正极（如富锂和高压正极）、负极（如高硅负极、锂金属负极和无负极设计）和超薄SE膜，以及双极板等新型电池设计，能量密度将超过450Wh/kg和1000Wh/L。
干法电极设备和传统湿法电极工艺在设备端的差异主要体现在省去了涂布、烘干、溶剂回收设备；增加纤维化设备，主要为气流粉碎机、螺杆挤出机等；另外制膜所需的辊压机要求提升。气流粉碎机通过高速气流使物料与冲击部件发生碰撞、冲击和剪切，从而实现粉碎。经过气流粉碎的物料具有较小的平均粒径，粒度分布较为均匀，颗粒表面光滑、形状规则、纯度高、活性良好且分散性优越。螺杆挤出机通过旋转的螺杆将物料向前推进，物料在螺杆和机筒的剪切与挤压作用下，完成混合、塑化和熔融，最终通过模具进行成型挤出。螺杆挤出机在干法电极技术中可以实现粉体混合物的高效、连续、均匀挤出成型，为干法电极的制备提供有力支持。辊压机通过两个或多个旋转的辊筒施加压力，使物料发生塑性变形并紧密结合。在固态电池的制造过程中，辊压机被用来将电极材料和固态电解质等粉末状物质压制成指定的形状和尺寸。
纳科诺尔、曼恩斯特、先导智能和利元亨等公司在干法电极设备领域均有所布局。纳科诺尔是国内锂电辊压设备龙头，市场份额超20%，与清华大学团队在干法设备有合作。曼恩斯特是涂布设备龙头，已推出针对干法和固态领域的干法制膜复合一体机。先导智能是新能源装备平台公司，开发了干法电极设备产品，已交付固态电池部分设备。利元亨是锂电头部装备企业，拥有干法电极设备产品，并已实现固态电池部分设备的国内外交付。
干法电极技术作为全固态电池量产的关键技术，正受到越来越多的关注。中国在全固态电池研发方面的政策支持和产业投入，为干法电极技术的快速发展提供了良好的环境。随着技术的不断成熟和设备的逐步完善，全固态电池的量产时代正加速到来。未来，干法电极技术有望在电池制造领域发挥更大的作用，推动能源转型和新能源汽车产业的发展。
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