成膜工艺可分为干法、湿法，干法为高性能固态电池终局
思瀚产业研究院    2025-11-24

1、 干法、湿法均可制备固态电池，干法有望成为主流

固态电池前道制片工艺分为干法和湿法。①湿法工艺：仍采用溶剂体系，将电极/电解质材料与粘结剂混合成浆料后进行涂布，再通过烘干完成成膜。②干法工艺：则取消了溶剂使用与烘干步骤，更依赖高剪切干混与纤维化设备实现材料均匀分散与预成型，并通过多辊压实方式直接完成成膜过程。

湿法仍是固态电池产线的主要选择，干法凭借成本、工艺与材料适配等综合优势，正逐步成为下一代固态电池前道工艺的主流方向。①湿法工艺：成熟度高、涂布均匀性好，与液态产线适配性强；但其依赖大量有机溶剂与高温烘干，能耗较高，流程较长，对厚电极及水敏性材料支持有限。②干法工艺：相较之下，干法工艺采用无溶剂制程，省去了溶剂处理与烘干步骤，仅通过机械方式实现颗粒粘结成膜，可显著降低能耗与制造成本，提升材料利用率，同时具备更好的环保性与对水敏体系的兼容性。干法制片凭借其工艺优势，正逐步成为下一代电池前道工艺的主流方向。

2、干法工艺在能耗、结构稳定性与材料兼容性上更具优势

相较于湿法工艺，干法工艺在能耗、成本、结构性能与材料适配性等方面具备显著优势，正逐步成为固态电池前道制片的关键方向。

①工艺流程更简洁，制造效率更高。干法工艺取消了溶剂配制、烘干与回收等流程，整体流程缩短为5步以内，生产节拍提升明显，产线更紧凑。

②能耗与制造成本显著降低，环保优势突出。干法免除烘干与挥发性有机化合物（VOC）溶剂回收系统，单位电芯制造能耗可降低约38–40%，碳排放减少，整体制造成本可下降10–20%。

③结构更致密，支持厚极片与高能量密度设计。干法制备结构均匀、压实密度高，压实提升可达30%，可支持 >10 mAh/cm²面容量，实现300+ Wh/kg、目标500+ Wh/kg 的能量密度平台。

④循环性能更优，界面稳定性更强。纤维化结构或颗粒压实形成稳定的骨架网络，材料间结合力强，有效降低活性物迁移风险，提升循环寿命；无溶剂残留避免副反应，显著降低界面阻抗。

⑤材料兼容性更好，适配固态体系制造需求。干法制程无极性溶剂参与，更适配对水敏或溶剂敏感的锂金属、硅碳负极与硫化物、部分氧化物电解质，是实现高能固态电池的理想制备工艺。

3、固态电解质材料体系多样，硫化物为主流技术路线

固态电解质是固态电池的核心，可分为氧化物、硫化物、聚合物、卤化物四种技术路线，其中硫化物凭借电导率最高、兼具加工性能成为目前的国际主流路线。

硫化物：电导率与加工性最佳，潜力最大，仍处研发期，质地软，适合挤压增强界面接触。

氧化物：稳定性与安全性最高，成本低但脆性大，加工难，电导率一般，主用于半固态电池。

聚合物：合成与加工简便，率先商业化，但常温电导率低，性能瓶颈明显，难以支撑规模化发展，未来更可能以辅材形式与无机材料混用。

卤化物：性能均衡，兼具氧化物的高氧化电位与硫化物的高电导率与可塑性，具备成本优势与大规模应用潜力，近年进展显著。但因还原电位偏高，无法直接匹配金属锂负极，需包覆等手段解决，整体性能与成本介于氧化物与硫化物之间。

4、固态电池后续迭代导入高性能正负极，干法工艺适配性优势愈发突出

未来电池能量密度提升，驱动正负极向高性能迭代。

负极材料：目前以石墨负极为主，短中期向硅基负极发展，长期有望切换至金属锂。锂电池负极材料目前以石墨为主，具有高电导率和高稳定性等优势，但已接近理论比容量(372mAh/g)。（1）硅基负极理论比容量高(4200mAh/g)，但存在体积膨胀(380%)、导电性差和SEI膜不稳定的问题，多与石墨掺杂应用。（2）锂金属负极理论比容量高(3860mAh/g)，电位低(-3.04eV)，导电性优异，因此具有巨大潜力，但存在锂枝晶、循环时体积变化等问题。整体看，负极液态向硅碳负极发展，尤其CVD法迎来突破，但固态必然向锂金属负极迭代，其最具备性能潜力。

正极材料：短期沿用高镍体系，长期向超高镍、富锂锰基、高压尖晶石等高容量正极材料迭代。固态电池电化学窗口更宽，因此可以使用的正极材料更为广泛。半固态/固态电池短期预计仍会沿用三元高镍体系，但或通过单晶化、氧化物包覆、金属掺杂等手段进一步提升电压，从而提升电池能量密度。在固态电解质、金属锂负极等技术逐渐成熟后，正极材料预计向超高镍、富锂锰基、高压尖晶石等新型体系进一步迭代。近期看，锰酸锂/镍锰酸锂尖晶石体系进展快，未来有望迎来突破，富锂锰基能量密度最高，但存在循环寿命等一系列短板，远期有望迎来机会。

新材料对制片过程提出更高适配性要求。①正极：高镍、富锂锰基材料表面反应活性强，易与溶剂发生副反应，影响界面稳定性。②负极：锂金属极性大，遇水剧烈反应；硅基负极在湿法中易形成不稳定界面，影响循环性能。③电解质：硫化物电解质对湿气敏感，遇水后会产生巨毒硫化氢，若用湿法制备需在手套箱中操作，环境要求极高、成本大。当前产业实践中，以“正极湿法 + 负极干法”的混合路线为主流，尚未完全实现全电极干法制备。干法路线需根据不同材料体系优化适配方案，目前仍处于持续迭代过程中。

干法工艺具备更强的材料适配性和更广的应用覆盖范围。干法延压、干法喷涂、挤出、气相沉积等工艺基本可覆盖正极、各类负极（包括锂金属、硅碳）、以及聚合物和部分无机固态电解质膜等关键材料体系。其中，干法挤出与气相沉积在制备聚合物或氧化物类结构膜时展现出良好兼容性，适用于复杂三维结构设计；而对于硫化物固态电解质膜，当前更主流的是采用干法压片或压延路径，以兼顾致密性与离子导通性能。

5、干法工艺提升能量密度与界面稳定性的两大关键：无溶剂残留&高压实密度

干法工艺消除溶剂残留及其带来的界面结构缺陷。湿法工艺中使用溶剂配制浆料，虽然后续通过烘干工序去除溶剂，但仍可能存在微量残留，引发界面副反应（如气体生成、SEI膜不稳定、金属溶出），影响电池的循环寿命与安全性。更关键的是，溶剂蒸发过程会在电极内部形成微孔结构，导致材料颗粒间接触不紧密，固-固界面贴合性差、压实密度低、离子传输受限。而干法制程中无溶剂参与，材料以颗粒直接压实成膜，结构更加致密，界面连续性与稳定性显著提升。

干法工艺通过结构优化实现更高压实密度，提升体积能量表现。相较于湿法中因溶剂、烘干、浆料流动性等限制造成的收缩、起皮和厚度控制难题，干法工艺依赖物理压实与网络结构成膜，显著减少孔隙率，提升结构均一性与机械强度。这使得干法电极具备更高的压实密度，单位体积内的活性物质含量更高，体积能量密度提升明显，同时也优化了电子/离子传输路径，有助于提升倍率性能与界面循环稳定性。

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