电子邮箱  
密码      忘记密码?
  注册
更多内容关注公众号
未来能源:固态电池生产制造工艺分析(附30页报告)
联系电话:13699799697(微信) | 联系电话:13699799697(微信)佚名 | 发布时间: 2025-09-14 | 3 次浏览 | 分享到:



本文为节选内容

如需更多报告,联系客服


或扫码获取更多报告





固态电池:全固态电池相比于液态电池,采用固态电解质取代液态电解质,是实现固态锂电池高能量密度、高循环稳定性和高安全性能的关键。因此相比起液态电池,固态电池有许多优势,是锂电池未来的发展方向。

固态电池工艺的独特工序:固态电池工艺的核心特点在于用固态电解质代替了液态电解质,分别为氧化物、硫化物、聚合物。相比液态电池,固态电池工艺有几大独特点,集中在前中段工序:1)正极材料需要与固态电解质形成复合正极;2)负极材料的制备有所不同;3)中段工艺中不可用卷绕,只能用叠片;4)取消注液环节。独特固态电池工序,呼唤全新一代电池设备,打开广阔的市场空间。



固态电解质成膜工艺:固体电解质膜为全固态电池独有结构,取代了液态电池的隔膜和电解液。此工艺环节的决定了固体电解质膜的厚度,过厚会降低固态电池的能量密度、提高电池内阻;过薄则机械性能会变差,可能引起短路。固态电解质成膜工艺是固态电池制造的核心环节,可以分干法工艺与湿法工艺。湿法工艺简单且成熟,适用于规模化生产。干法工艺能够有效降低成本,对环境友好。

正极制备:在固态电池工艺中,以固态形式存在的电解质的注入被提前了。正极材料的制备环节中,需要将正极活性物质与固态电解质粉混合,经过烧结等手段形成复合正极。

负极制备:与液态电池不同,固态电池的负极材料使用的是锂金属,也需要一些具体工艺上的改变。

核心观点:前段工序的三项改变,呼唤全新的电池设备。固态电池市场前景广阔、技术壁垒高,是电池设备厂商的必争之地。

干法电极VS湿法电极:两者极片制造方式核心区别在于流程中有无溶剂。由于降本、性能等优势,业界正在从湿法电极走向干法电极。

1)湿法电极:用活性材料、导电添加剂、溶解在溶剂中的粘结剂混合而成的浆料,按要求湿涂在集流体表面,然后烘干以去除溶剂。

2)干法电极:在无溶剂的环境下,将活性材料、导电剂和固态粘合剂进行干法混合后,将其辊压覆盖在集流体表面来形成电极。干法技术在固态电池享有突出的工艺优势:干法工艺相比起传统湿法工艺有诸多优势,或将成为未来固态电池制造的主要方向。

1)干法电极抛弃传统液态溶剂,与固态电池设计理念类似:固态电池的成品不存在液态物质。在干法技术的赋能下,固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥,消除了湿法工艺烘干后,溶剂分子的残留问题。也有效去除了溶剂成本与烘干成本。

2)多种固态电解质不适合用湿法:硫化物电解质与极性有机溶剂会产生强烈的络合反应,浇铸后无法完全去除溶剂,硫化物电解质会被溶解,氧化物电解质也会与有机溶剂发生反应,严重影响离子导电性,降低性能,因此干法电极在硫化物固态电池优势显著。


叠片机或成为固态电池主流:在液态电池的制造中,电池极片可用卷绕或者叠片的方式。目前液态电池制造流程中,无论从规模经济还是成本进行考虑,卷绕工艺会更主流一些。但是固态电池由于其固态电解质的特性,如氧化物和硫化物韧性较差,叠片工艺会比卷绕工艺更加合适,可能成为未来的方向。

固态电池叠片工艺与液态电池有显著不同,需要对原有叠片机进行改良:液态电池的叠片/卷绕环节是讲正负极片与隔膜有序装配,而固态电池则是将正负极片与固态电解质进行装配,因此叠片机设备厂商应该对现有的液态电池叠片设备进行优化。

叠片机较卷绕机价值量更高,市场规模前景广阔:从传统的单条产线来看,一条产线需要10台卷绕机,按照300-350万元/台的价格,一条产线下卷绕机的价值大概3000-3500万元。一条产线需要的叠片机数量与电池片数有关,中航锂电的一条产线一般需要10台切叠一体机,按照600万元/台的价格,一条产线的叠片机价值量大概为6000万元,蜂巢短刀电池的一条产线需要20台切叠一体机,一条产线的叠片机价值量大概1.2亿元。在固态电池时代,叠片设备市场规模的前景有望更加广阔


等静压机会是全固态电池当中核心增量设备:等静压机是一种能提供更高压力的设备,但是液态电池的传统热压、辊压方案提供压力有限且施加压力不均匀,难以保证致密堆积的一致性要求,进而影响固态电池性能。而等静压机或将成为合适的解决方案,等静压技术可以有效消除电芯内部的空隙,提升电芯内组件界面之间的接触效果,进而增强导电性,提高能量密度。

国内大厂积极布局固态电池等静压环节:等静压机之前一般用于陶瓷、合金、石墨等领域的加工,在固态电池领域仍处于探索阶段,并且在对全固态电池进行等静压成型时,其压力一般超过400Mpa,对设备有着高性能要求。目前,宁德时代、比亚迪、利元亨等国内锂电产业链大厂都在积极布局等静压技术。其中,利元亨已经提出了固态电池电芯等静压处理方法、装置及生产线专利。

国内等静压机企业异军突起,为固态电池的应用打下供应链基础:近年来,以中国钢研等为首的国产等静压机厂商进步明显。其中,中国钢研的HIPEX1850 是目前世界第二大尺寸的热等静压装备,可应用于航空航天等领域大型核心零部件的加工。


×加入会员,享受更多优惠
×左边广告文本