干法电极是一种新型电极制造工艺
思瀚产业研究院    2025-08-30

极片制作是锂电池生产的前段环节

极片制作是锂电池生产的前段环节。锂电设备是锂电池生产的基础，是指利用设备将电化学物料通过各种工序制成电芯及参与电池系统组装的各类设备的总称。锂电设备的工艺水平及其运行情况直接影响锂电池的性能与质量，是决定锂电池品质的关键因素之一。锂电池的制作工艺复杂，涉及的工艺众多，需要的设备种类也很多。整体来看锂电池生产主要分为前中后段三个环节，分别为前段极片制作环节、中段电芯装配环节、后段化成检测环节。

传统锂电池生产前段极片制作环节主要包括匀浆、涂布、辊压、分切/模切、制片等工序，是锂电池制造的基础，对极片制作设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求。前段主要设备包括：搅拌机、涂布机、辊压机、分切机/模切机、制片机等。

涂布、辊压、分切为前段核心工序，涂布机、辊压机、分切机为对应核心设备。涂布：把搅拌后的浆料均匀涂覆在基材铜箔（负极载体）和铝箔（正极载体）上并烘干制成正极和负极片，是锂电池研制和生产中的关键工序之一。

辊压：对已涂布的正负极极片进行轧压使其压实更好地依附在铝箔和铜箔上，以提高电池能量密度。

分切：将较宽的整卷极片连续纵切成若干所需宽度的窄片。分切后的极片不能出现褶皱、脱粉，分切尺寸精度要求高，同时要求极片表面保持光滑和平整，边缘的毛刺小。

从价值量分布来看，锂电池生产的前段设备价值量最高，占比约40%。其中，匀浆、涂布、辊压、分切制片等前段工序价值占比分别为 7%、20%、9%、3%。

干法电极工艺与湿法电极工艺的区别

湿法电极工艺：目前锂电池电极制造主要采用湿法工艺，工艺成熟度高。传统湿法工艺是将活性物质（如正极的三元材料、磷酸铁锂，负极的石墨）、导电剂（如炭黑、碳纳米管）、粘结剂（如正极使用 PVDF、负极使用 SBR）等按比例与液态溶剂（如正极使用NMP、负极使用去离子水）混合制成浆料，然后通过涂布机将浆料均匀涂覆在集流体（铜箔、铝箔）表面，再经过干燥（去除溶剂）、辊压、分切等工序，制成电极片。

湿法工艺依赖溶剂，溶剂是实现活性物质、导电剂、粘结剂均匀分散的关键介质，决定了浆料的流动性和涂覆均匀性。湿法工艺需要干燥和溶剂回收环节，这些环节需要消耗大量能源去除有毒溶剂。因此，湿法电极工艺存在高溶剂消耗、高能耗、工序长的短板。

干法电极工艺：干法电极工艺是一种新型的电极制备技术，核心是不使用溶剂，将活性物质、导电剂、粘结剂（如 PTFE）等固态粉末通过机械搅拌、高速剪切或挤压等物理机械力混合成干态粉体混合物，直接形成自支撑膜，再辊压到集流体上制成电极片。根据制备方式的差异，干法电极工艺可以分为粘结剂原纤化法和静电喷涂法两种，其中粘结剂原纤化是主流的干法路线。

粘结剂原纤化法：是主流的干法电极制造方法，是将活性材料粉末与导电剂混合后加入粘结剂，然后对干混合物施加外部的高剪切力，使粘结剂原纤化后粘合电极膜粉末，最终挤压混合物形成自支撑的干态电极膜。使用该制作方法的企业主要分布在美国、中国、德国。

静电喷涂法：是使用高压气体预混活性材料粉体、导电剂以及粘合剂颗粒，在静电喷枪的作用下使粉末带负电荷并喷至带有正电荷的金属箔集流体上，然后对载有粘结剂的集流体进行热压，粘结剂融化后会粘连其他粉末并被挤压成自支撑膜。使用该制作方法的企业主要分布在日本、韩国。目前该技术尚处于实验室研究阶段。

干法电极工艺和湿法电极工艺的核心区别：干法电极工艺省去了溶剂的使用，以及后续的烘干和溶剂回收工序。干法工艺的关键工序在于“干法混合+成型+辊压”。

目前干法电极工艺的关键难点：相较于湿法工艺，干法工艺各个环节的难度会加大。目前干法工艺的关键难点在于无溶剂下混合电极材料粉末的均匀性、成膜一致性问题，良品率较低。比如粘结剂原纤化在工序第一步混合粉体材料的时候，干法电极工艺很难让粉体完全均匀，不均匀会造成成型极片无法使用，影响良品率。若干法电极涂层不均匀，可能会导致电池出现性能衰减、潜在短路等问题。

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