干法电极工艺催生全固态电池设备新增及迭代需求
思瀚产业研究院    2025-08-30

1、全固态电池设备市场规模将高速增长

未来几年全固态电池设备市场规模将显著提升。根据 EVTank 数据显示，2024 年全球固态电池设备市场规模达 40 亿元，其中半固态电池设备市场规模38.4 亿元，全固态电池设备市场规模 1.6 亿元，全固态电池产线主要为实验室中试线。

预计随着固态电池的产业化进程逐步推进，固态电池设备行业的市场规模将显著提升，预计到2030 年全球固态电池设备市场规模将达到约 1080 亿元，年均复合增长率超过70%，其中全固态电池设备市场规模将达 455 亿元，年均复合增长率超过 150%。未来几年固态电池生产线将进入大规模建设期，固态电池设备将成为固态电池产业化进程中最先受益的环节。

2、干法工艺与湿法工艺的前段设备差异

纤维化设备是核心增量设备，干混机和辊压机需要迭代升级。在前段极片与固态电解质制备环节中，全固态电池适配干法电极工艺。干法电极工艺和传统湿法电极工艺在前段工序设备端的差异主要体现在：干法工艺省去了溶剂使用，省去了匀浆、涂布工序，通过物理混合活性物质、导电剂和粘结剂（如 PTFE）等制成自支撑膜，主要工序包括干混、纤维化及辊压，对应的设备分别为干混机、纤维化设备、辊压机。

与传统湿法工艺相比，干法工艺在纤维化环节需要增加全新的定制设备，在干混、辊压环节，需要对设备进行精细化升级改造。其中，纤维化设备和辊压设备是干法电极工艺中的核心设备，纤维化设备占设备成本的 30%以上。

（1）干混机需要迭代升级

干法电极工艺的干混过程，是在无溶剂参与的环境下，通过机械作用实现活性物质、导电剂、固态粘结剂（如 PTFE）三类核心粉体的“初步分散-深度混合-均质化”，为后续纤维化过程提供成分均匀、无团聚的物料基础。该过程直接决定后续纤维化网络的完整性，若混料不均匀，易导致局部粘结剂不足或过量，引发纤维断裂或团聚。该过程直接影响材料的均匀性和性能。干法电极工艺使用的干混机需要迭代升级的主要原因在于：

提升混合效果和材料性能：干法电极工艺对材料混合的均匀性要求很高。传统干混机可能难以确保导电剂与活性物质、粘结剂等均匀分散，导致电极性能不稳定。迭代升级的干混机可通过优化结构设计、采用特殊桨叶等方式，更好地对材料进行剪切、分散，实现超细粉末的均匀分布，提高电极的导电性能和机械强度。

适应特殊材料特性：干法电极工艺中使用的粘结剂如PTFE 对温度敏感，不同温度下机械性能不同，需要精细控制粉料混合温度，避免提前纤维化。迭代升级的干混机可以配备更精准的温控系统，将温控精度控制在 0.5℃以内，更好地满足材料混合过程中的温度要求，保证粘结剂的有效分布和纤维化效果。

（2）纤维化设备是核心增量设备

干法电极工艺的纤维化过程，是利用物理作用将固态粘结剂（如PTFE）从颗粒态转化为三维连续纳米纤维网络，并与活性物质、导电剂实现均匀包裹与结合的关键环节，该过程直接影响电极的机械强度、导电性及后续的加工性能。纤维化设备的难点在于将粘结剂（如 PTFE）处理成纳米级的原纤维，对剪切能力和环境控制提出极高要求。纤维化设备目前主要有三种：气流粉碎机、螺杆挤出机、开炼机。其中，气流粉碎机的工作效率最高，而螺杆挤出机的良率最高。

气流粉碎机：压缩空气通过喷嘴高速射入粉碎腔后，活性物质及粘结剂混合物通过进料口到达粉碎腔。混合物在高压气流的作用下相互碰撞粉碎实现原纤化，最后，混合物随气流上升至分级腔在辊压设备作用下形成电极膜。

螺杆挤出机：混料自料口进入螺杆充满螺槽后，会在旋转的螺杆作用下在料筒内壁和螺杆表面不断被搅拌、压实以及混合。在压缩段结束处，螺杆会将混合均匀的物料按要求挤出机头，在机头中混合物会被塑成电极膜并送离挤出机。

螺杆挤出机：混料自料口进入螺杆充满螺槽后，会在旋转的螺杆作用下在料筒内壁和螺杆表面不断被搅拌、压实以及混合。在压缩段结束处，螺杆会将混合均匀的物料按要求挤出机头，在机头中混合物会被塑成电极膜并送离挤出机。

开炼机：两个相对回转的辊筒对物料产生挤压后，由于两个辊筒的速比不同，可以对混料产生剪切力，速比越大剪切力越强。在辊筒的高剪切力下，混合物内部的分子链会被打断，实现均匀的混合，多次往复后在粘结剂原纤化的作用下即生成电极膜。

（3）辊压机需要迭代升级

干法电极工艺的辊压过程，是将混合均匀的电极原料通过多级辊压，形成密度高、表面均匀的高性能干态电极膜，再与集流体热压覆合形成结构致密且厚度均匀的电极片的过程。该过程直接决定了电极片的微观结构、机械性能和最终电池的能量密度、倍率性能及循环寿命，是干法电极技术能否实现产业化的关键环节之一。

干法电极工艺对辊压机的要求提升。干法电极工艺相比于传统湿法工艺对辊压设备的工作压力、辊压精度、均匀度以及压实密度的要求会更高。头部辊压设备厂商因专利储备多、产品迭代快、良率高，率先受益于干法电极工艺对于新型辊压机的迭代需求。设备大型化集成化是未来发展趋势。将加料、混料、纤维化、制膜、辊压、分切、收卷等功能集成于一体，减少流转时间，提高效率及一致性等，设备的价值会更高。

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