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发布时间:2025-07-30
在新能源产业高速发展的背景下,电池制造技术正经历从传统湿法工艺向新型干法体系的范式转变。三星SDI主导研发的干法电极技术,通过突破性工艺革新,构建起具有显著竞争优势的制造体系,为全球电池产业升级提供关键技术路径。
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干法电极制备示意(图源艾邦锂电网)
传统湿法工艺依赖溶剂体系实现活性物质与粘结剂的均匀混合,但后续需经过复杂干燥工序去除溶剂。这一过程不仅消耗大量热能,更导致生产周期延长与设备投资增加。三星SDI研发团队通过分子级界面工程,成功开发出无溶剂电极成型技术。该技术采用固态扩散机制,使活性颗粒与导电剂在机械压力作用下形成三维导电网络,完全规避溶剂使用环节,从源头消除干燥能耗需求。
工艺革新带来多维效益提升。在设备层面,干法产线省略干燥窑、溶剂回收系统等大型装备,厂房空间占用减少40%,设备投资降低35%。生产周期方面,从原料投料到电极成品的制造时间由湿法的24小时压缩至8小时以内,产能密度提升200%。质量管控维度,无溶剂环境彻底消除溶剂残留导致的电极膨胀问题,产品循环寿命提高15%,厚度均匀性控制在±2μm以内。
技术突破点集中于材料体系与成型工艺的协同创新。研发团队构建了梯度压力控制系统,通过多级辊压实现电极密度梯度分布,在保持界面接触的同时优化锂离子传输通道。针对厚电极制造难题,开发出动态补偿成型技术,使300μm级厚电极的剥离强度达到25N/m以上,突破传统湿法工艺的厚度极限。这些创新使干法电极在能量密度与功率特性上实现双重突破,单体电芯能量密度提升至380Wh/kg,10C充放电效率保持92%以上。
量产进程呈现加速态势。三星SDI位于韩国天安的试点产线已实现连续稳定运行,产品良率突破92%阈值。工艺兼容性方面,该技术可适配镍钴锰、磷酸铁锂等多种正极体系,与现有叠片、卷绕工艺无缝衔接。成本测算显示,规模化生产后干法电极综合制造成本较湿法降低28%,其中能耗成本占比从18%降至5%以下。
这项技术革新不仅重塑电池制造价值链,更推动产业向绿色低碳方向转型。随着全球主要电池企业加速技术布局,干法电极有望在2025年前占据30%以上的高端市场份额,成为下一代电池制造的核心标准。这场由工艺创新引发的产业变革,正在重新定义新能源时代的制造竞争力基准。