在全球新能源產業(yè)蓬勃發(fā)展的當下，鋰離子電池作為核心儲能部件，其制造技術的革新對提升電池性能、降低生產成本、推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起著至關重要的作用。其中，干法電極技術憑借其獨特優(yōu)勢，正...

在全球新能源產業(yè)蓬勃發(fā)展的當下，鋰離子電池作為核心儲能部件，其制造技術的革新對提升電池性能、降低生產成本、推動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展起著至關重要的作用。其中，干法電極技術憑借其獨特優(yōu)勢，正逐漸成為鋰離子電池制造技術的新寵，而上海聯凈在這一領域的突破引人注目。

圖片來源：上海聯凈自動化科技有限公司

傳統(tǒng)濕法工藝困境：能耗高、成本大、性能受限

長期以來，傳統(tǒng)鋰電電極采用濕法工藝（漿料涂布）。該工藝需要把活性物質、導電劑、粘接劑（PVDF）一股腦倒進 NMP 溶劑里，調成均勻的漿料，再涂到集流體上，經過漫長的烘干，最后回收有毒的 NMP 溶劑。這一套流程下來，問題層出不窮。光是涂布干燥和溶劑回收環(huán)節(jié)，就吃掉了設備、人工、廠房成本的 22.76% 和能源成本的 53.99%。不僅如此，涂層電極里容易殘留溶劑，可能會降低電池的壽命；涂覆在活性材料表面溶解的粘合劑會增加電池電阻率，從而降低鋰電池的能量密度和功率密度；電極振實密度低，原因是集流體箔材在承受巨大壓力時易產生變形褶皺，輥壓機壓力受到限制，進而導致電池能量密度低、電阻高和循環(huán)壽命低等問題。

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干法電極工藝崛起：直擊痛點，優(yōu)勢盡顯

與傳統(tǒng)濕法工藝形成鮮明對比的是，干法電極直接 “砍掉” 溶劑這個大麻煩！它用 PTFE 代替 PVDF，把活性顆粒、導電劑干混后，借助 PTFE 原纖化形成自支撐膜，再直接輥壓到集流體上。沒有溶劑，就不用烘干和回收，設備占地小了，人工和能耗也跟著大幅降低。數據顯示，干法工藝能讓電芯制造成本直降 18%，每度電成本減少 0.056 元！

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在性能方面，干法電極同樣表現卓越。濕法工藝因為溶劑蒸發(fā)，活性物質和導電劑之間會留下很多空隙，導致材料不夠緊實。而干法電極沒有烘干過程，顆粒之間緊密貼合，能大幅提升電池的能量密度。實驗數據顯示，磷酸鐵鋰壓實密度從 2.30g/cm3 飆升到 3.05g/cm3，提升 32.61%；三元材料和石墨負極也分別提升 8.38% 和 11.04%。實測顯示，干法電池能量密度能比濕法電池高 20%，甚至有突破 500 Wh/kg 的潛力！在實驗室測試中，干法工藝電池的循環(huán)性能、耐久度和阻抗全面碾壓濕法電池。

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上海聯凈的技術突破：解決行業(yè)核心難題

特斯拉在 2019 年收購 Maxwell 后獲得干法電極專利，但量產進展緩慢，核心難點集中在正極材料。比如材料均勻性方面，正極活性物質（如 NCM/NCA）顆粒硬度高、粒徑大，干法混合時易分層，導致電極結構不均；導電網絡構建上，正極材料導電性差，依賴導電劑（炭黑）分散，干法中無法通過溶劑輔助分散，易形成局部絕緣區(qū)；黏結劑纖維化挑戰(zhàn)方面，Maxwell 的 PTFE 纖維化技術對負極（碳材料）適配性好，但正極材料與黏結劑的機械 / 化學兼容性差，壓制后易開裂或脫粉。

上海聯凈通過一系列創(chuàng)新，針對性地解決了上述問題。在材料體系創(chuàng)新上，開發(fā)了 PTFE 與離子導電聚合物的復合黏結劑，在纖維化過程中同步構建鋰離子通道，降低界面阻抗；對高鎳材料進行表面包覆（如 LiAlO?）并預鋰化，減少干壓過程中的結構損傷，同時提升首次循環(huán)效率至 92% 以上。

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工藝設備升級上，采用分段式混合設備的多級干法混合工藝，先分散導電劑與黏結劑形成初級網絡，再分步加入正極材料，解決分層問題；在壓制過程中引入高頻振動的動態(tài)壓延技術，使黏結劑纖維與活性物質定向排布，電極密度提升至 3.4g/cm3（接近濕法水平），且柔韌性提高 30%。2023 年披露的中試驗證數據顯示，其干法正極極片良品率達 95%（行業(yè)平均干法良品率 < 85%），單位產能能耗降低 40%，已與國內頭部電池廠合作試產超高鎳（Ni90）正極。

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上海聯凈干法電極設備：匠心獨運，打造精品

上海聯凈自主研發(fā)的連續(xù)式干法輥壓設備在整個工藝中起著關鍵作用。該設備只需要將混合均勻的電極原料，包括活性物質、導電劑以及 PTFE 粘結劑等，通過多級輥壓形成密度高、表面均勻的高性能的干態(tài)電極膜，再與集流體熱壓覆合形成結構致密且厚度均勻的電極片。

為了制備自支撐膜，上海聯凈擁有多種先進設備。氣流粉碎機效率最高，壓縮空氣高速射入粉碎腔，物料碰撞粉碎原纖化，后在分級腔輥壓成膜；螺桿擠出機良率最高，混料經螺桿攪拌、壓實、混合，從機頭擠出塑成電極膜；開煉機靠兩輥筒速比產生剪切力，打斷分子鏈，多次往復生成電極膜。

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在關鍵的輥壓環(huán)節(jié)，干法工藝對輥壓設備要求更高。上海聯凈熱壓輥采用電磁感應加熱輥，其高精度輥壓設備能把壓輥精度控制在 ±0.001mm (@RT)，±0.005mm (@PT)；輥面溫差 ±1℃，確保電極膜厚度均勻、強度高。

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通過自主開發(fā)高剪切混合裝置使電極粉體材料中的固態(tài)粘結劑樹脂纖維化，利用固態(tài)粘接劑纖維化后形成三維網絡結構，使電極粉體被這種三維網格結構相互交聯，并經過熱輥多級壓制成自支撐電極膜，該工藝可制備出壓實密度更大、能量密度更高的電極片，這種三維網絡結構的極片可以防止活性物質顆粒在電池充放電循環(huán)過程中發(fā)生脫落，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。

專利技術的輸送系統(tǒng)用于高粘性絮狀混合物的精確連續(xù)計量，可將纖維化后的粘性粉體均勻輸送至輥壓機中，壓制得到面密度均勻的自支撐電極膜。電極膜成型采用高精度連續(xù)輥壓設備，壓力逐級放大，同時，對壓的兩輥設置速差，讓電極膜成型時產生 “揉” 和 “搓” 的作用，以提高成型效果。

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上海聯凈通過材料創(chuàng)新（如三維網絡粘結劑）、工藝革新（多級熱輥壓制）、裝備升級（±1μm 級精度控制）的三維協同，構建了干法電極全鏈條解決方案，引領行業(yè)向高能量密度、低能耗、高一致性方向躍遷。隨著新能源產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，上海聯凈的干法電極工藝技術和設備有望在未來的鋰離子電池制造領域發(fā)揮更為重要的作用，為行業(yè)帶來更多的驚喜與變革。