华彩科技：干法电极整线解决方案 助力全固态电池电极制造

　　摘要：华彩科技瞄准半固态、全固态、干法电极等热门赛道，积极布局。独立研发了多种工艺专项设备，联合多个行业头部客户共同研发验证，可实现小于2% PTFE含量的石墨负极，及NCM正极配方的纤维化；能够显著提升纤维化物料内部活性物质、SP及纤维拉丝包覆的均匀性；干法工艺极片张力可达0.5MPa以上；以及350mm幅宽的自支撑膜中试规模连续化生产。

图片来源：华彩科技

　　在全固态电池的生产过程中，极片和固态电解质膜的制造技术占据着核心地位。这些工艺的差异会直接影响到固态电解质膜的一致性和电导率。针对这一挑战，华彩科技专注于开发“节能环保、成本效益高、性能优异 ”的干法电极自支撑膜制备技术，独立研发了干法电极生产设备，集成了多套公司自研的系统，从而显著提高了薄膜的质量和离子传输效率，自动化的生产流程确保高质量电池的稳定输出，实现成本降低与效率提升。

　　技术创新的亮点

　　华彩科技干法制备自支撑膜技术通过自研设备对粘结剂纤维化处理，同时将活性物质和导电剂紧密粘结形成分散均匀度高、支撑膜密度大、导电性好、容量高的自支撑膜。干法匀浆在提高电极性能、提升生产效率、增强材料性能、优化浆料特性、降低生产成本、增强电池安全性以及提升产品质量等方面具有显著优势。

　　华彩科技制备的干法电极自支撑膜韧性好，抗拉伸强度高，大大提高了电极的稳定性。此外，干法电极自支撑膜技术的成功应用，有效提升了电池的整体性能，为电池高安全、高能量密度铺平了道路。

　　干电极与下一代电池更适配

　　1. 固态电池&干电极：

　　干法匀浆在前期不依赖于大量溶剂进行混合，与固态电池设计理念类似。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。此外，利用粘接剂的原纤化作用制造固体电解质膜，能提升固态电池性能，其优势如下：

　　● 孔隙率更低，提高离子导电率

　　● 活性物质和粘接剂干混成膜，无需烘干制造成本更低

　　● 压实密度更高，更有利于解决固固界面问题

　　2. 预锂化&干电极：

　　不用考虑预锂材料与溶剂的兼容性，降低预锂化难度。预锂策略更偏好干燥的电极生产环境，湿法下，溶剂会与预锂添加剂产生副反应，消耗活性锂，增加电池阻抗，削弱预锂效果，干法无需溶剂，干燥的生产环境更适配预锂化策略的需求。

　　华彩干法电极解决方案

　　华彩科技瞄准半固态、全固态、干法电极等热门赛道，积极布局。独立研发了多种工艺专项设备，联合多个行业头部客户共同研发验证，可实现小于2% PTFE含量的石墨负极，及NCM正极配方的纤维化；能够显著提升纤维化物料内部活性物质、SP及纤维拉丝包覆的均匀性；干法工艺极片张力可达0.5MPa以上；以及350mm幅宽的自支撑膜中试规模连续化生产。

　　● 双螺杆挤出工艺得到的自支撑膜，通过合理搭配分散段的螺杆，纤维化更均匀、有序

　　● 相对气流粉碎、高速包覆机等，双螺杆挤出工艺得到的自支撑膜粒径分布更均匀，有效降低了原料晶体结构的破坏程度

　　● 相对差速辊压成膜，双螺杆挤出工艺成膜孔隙率更低，压实密度更高，离子电导率呈数量级提升

石墨负极2%PTFE含量自支撑膜截面SEM

客户F配方 客户B配方

811NCM正极2%PTFE含量自支撑膜截面SEM

　　华彩超高固含电极解决方案

　　通过双螺杆挤出机，可实现＜2%粘结剂含量、＞80%固含量LFP、NCM正极的自支撑电极膜连续化挤出;独特的冷却模头设计，可保证出料面密度误差＜±1.2%；极片张力可达0.5MPa以上。

　　● 经过双螺杆挤出机连续成膜，可观测到致密的纤维化

　　● 根据粘结剂配比不同，二次减薄100μm自支撑膜平均线拉伸力＞30N/m

　　● 与集流体复合后，NCM压实密度＞4.0g/cm³，LFP压实密度＞3.2g/cm³

80%固含量LFP双螺杆挤出膜截面

80%固含量LFP正极连续成膜

　　华彩干电极&超高固含双螺杆挤出机设备优点

　　● 产能约为5-10kg/Hr，专门为实验设计

　　● 提供超过10000 1/s的超高剪切率

　　● 可满足80Bar的内部挤出压力

　　● 精准的温度控制，每节腔体可实现200°C以内精准控制

　　● 精准控温冷却模头，可实现500μm以内厚度电极膜生产

　　● 物料挤出后实现平流状态，保证拉丝的均匀性和有序性

　　● 双螺杆主机可变长径比，针对不同配方灵活性更强

　　影响深远展望未来

　　华彩科技干法电极自支撑膜技术的验证成功，助力全固态电池电极制造。在未来，这种技术的应用将极大促进电动车、储能系统等相关产业的发展，推动绿色能源和可持续发展事业向前迈进。

　　站在新的起点上，华彩科技将继续秉承创新驱动发展的理念，深耕技术研发，优化产品服务，与行业伙伴共同探索干法电极技术更广阔的应用空间。华彩科技相信，通过持续的技术革新和产业升级，未来的锂电池将更加安全、高效、环保，为实现全球绿色能源转型贡献华彩力量。