电池制备流程与干电极法的兴起
在全球能源转型浪潮中，动力电池产业正经历着从“材料创新”到“制造创新”的深刻变革。2025年，中国钠电池产量同比增长96%，固态电池研发更是进入快车道——中国内首条大容量全固态电池产线已建成并进入小批量测试阶段。然而，电池性能的突破不单依赖于新材料体系，还取决于制造工艺的革新。
传统锂电池的电极制备采用湿法工艺，其流程包括：将活性材料、导电剂和粘结剂与有机溶剂（如NMP）混合制成浆料，随后进行涂布、烘干、溶剂回收，最后经辊压裁切得到电极片。
图1 电池电极涂布设备
这一流程存在三大痛点：设备长度达百米、能耗巨大、使用有毒溶剂且需昂贵回收系统。随着电池降本压力加剧和固态电池对无水环境的要求提升，一种新型的制造技术——干电极法，得到大力推广。
图2 干电极法示意图
干电极法深度解析
在目前已发展电池极片制造工艺中，主要分为两种极片制造工艺：干电极法和湿电极法
干电极法与湿电极法是什么
湿电极法是目前行业主流的电极制造技术，其核心在于“液相分散”：将粉体材料溶解或分散在溶剂中形成浆料，通过涂布模头均匀涂覆在集流体上，再经高温烘干去除溶剂，最终辊压成型。
干电极法则完全摒弃溶剂，采用“干态成型”路径：将活性材料、导电剂和干粉粘结剂直接混合，通过高剪切力使粘结剂原纤化形成三维网络，随后经多辊压实直接制成自支撑电极膜，最后覆合到集流体上。这一工艺最早由特斯拉收购Maxwell后，在其4680电池中实现规模化量产（Maxwell干电极法），被马斯克称为“锂电池生产技术上的一项重大突破”。
图3 Maxwell干电极制造工艺图
干电极法与湿电极法的区别和优缺点
湿电极法是目前锂电池制造的主流工艺，其流程可概括为“液相分散+涂布烘干”。首先将活性材料、导电剂和粘结剂溶解或分散在有机溶剂（如NMP）中制成浆料，随后通过涂布模头均匀涂覆在集流体上，再经长达百米的烘干隧道去除溶剂，最后进行辊压裁切。这一工艺的优点是技术成熟、良率高，在消费电子和动力电池领域积累了数十年的量产经验。但其缺陷同样显著：烘干环节能耗极高，溶剂回收系统投资巨大，且使用NMP等有毒溶剂带来环保压力。此外，溶剂残留可能影响电极一致性，粘结剂在干燥过程中易发生迁移富集，导致电极结构不均匀。
图4 干电极法与湿电极法工艺流程对比图
干电极法则彻底摒弃溶剂，采用“干态成型”路径：将活性材料、导电剂和干粉粘结剂（如PTFE）直接混合，通过高剪切力使粘结剂原纤化形成三维网络骨架，再经多辊压实直接制成自支撑电极膜，最后覆合到集流体上。相比湿法，干电极的设备长度缩短40%以上，能耗降低40%，完全实现零溶剂排放，环境友好性显著提升。更重要的是，干法天然适配硫化物全固态电池——避免了溶剂对固态电解质的腐蚀，同时纤维化粘结剂构建的导电网络可提升电极倍率性能。然而，干法的技术挑战也更为集中：粘结剂纤维化的均匀性控制、成膜厚度一致性（需控制在±1μm以内）以及超薄集流体复合等工艺难题，对设备精度和工艺窗口提出了极高要求。
干电极法对电池材料与性能的作用
干电极法不仅改变制造流程，更深刻影响电池的材料体系与最终性能。
干电极法对电极材料的作用：
粘结剂体系革新：传统湿法需使用可溶性的PVDF（聚偏氟乙烯），而干法可采用PTFE（聚四氟乙烯）等纤维化粘结剂，用量可降至2%以下，行业目标目前定在降至1%，以此来提升活性物质占比。
图5 PTFE粘结剂在干法电极制造工艺中的作用
材料相容性提升：干法避免溶剂与硫化物电解质的副反应，使高离子电导率的硫化物体系真正具备量产可能。
复合电极设计：干法可精准控制多层结构，如直接共挤出活性层与固态电解质层，实现一体化成型。
干电极法对电池性能的影响：
能量密度提升：电极膜中粘结剂分布更均匀，可做到更高活性物质负载，同时实现更薄、更均匀的电极，提升体积能量密度。
图6 干电极法电池具有更高的电化学性能
倍率性能改善：更加均匀的活性物质与导电剂在纤维化粘结剂形成的三维网络下，构建了更高效的导电通路，降低电极极化。
循环稳定性增强：干法电极膜密度均匀，避免湿法干燥过程中因溶剂挥发导致的粘结剂迁移富集，从而抑制循环过程中的电极结构劣化。
干电极法实际应用案例
随着干电极法的发展以及对电池制造工艺要求的不断提高，已有不少干电极法应用在常规圆柱形、软包等电池和固态电池的实际案例
案例一：特斯拉4680干法电池量产
2026年2月，特斯拉正式宣布4680电池正负极全部实现干法制造，并用于部分Model Y电池包生产。这一突破历时近五年，攻克了干法正极成膜、高速连续生产等工程难题。马斯克称其“显著降低成本、能耗和工厂复杂性”，标志着动力电池制造范式的一次跃迁。
图7 特斯拉4680电池电池生产线
案例二：广汽全固态电池产线
2025年11月，国内首条大容量全固态电池产线建成并进入小批量测试阶段。清研纳科为广汽集团打造的国内首条大容量全固态电池产线，核心设备为其2025年7月交付的高速宽幅干法电极成膜复合机，已实现60Ah以上车规级电池的稳定量产，设备在超薄集流体复合、多材料体系适配等关键技术上取得突破。
图8 高速宽幅干法电极成膜设备
案例三：三星SDI干法电极布局
三星SDI正在天安工厂建设的试验生产线“DryEV”上启动基于干法电极的电池验证工作，并考虑将干法电极技术应用于全固态电池，将其作为降低制造成本、提升量产速度的关键手段。
案例四：干法电极设备出海
2026年2月，深圳清研纳科自主研发的干法电极设备正式发往日本某头部汽车企业，用于全固态电池量产项目。该设备能耗降低40%、生产效率提升3倍，幅宽达800毫米、运行速度50米/分钟，膜片厚度均匀性控制在±1μm以内，达到国际顶尖水平。
干电极法的潜力与意义
干电极法并非孤立存在，而是与等静压、叠片等先进工艺共同构成下一代电池制造的技术矩阵。
等静压技术通过施加各向均匀的高压（百兆帕级），可有效解决全固态电池的固-固界面接触问题，改善电极与电解质层的界面孔隙率。中温等静压（80-120℃）已在固态电池产线中应用，与干法电极形成工艺互补。
图9 Quintus等静压设备
叠片工艺则是最适配全固态软包电池的装配方式，可有效解决固态电解质柔韧性不足的问题，实现多层堆叠的能量密度优势。
未来趋势显示，干法电极与固态电池的融合将成为主流路径：干法电极不仅为硫化物全固态电池扫清溶剂障碍，还可通过多层共挤出实现一体化电极-电解质复合膜。预测，2030年全球全固态电池出货量将达180GWh，干法电极设备市场将突破320亿元。
更重要的是，干电极法的意义已超越单一技术路线——它标志着电池产业竞争从“材料竞赛”转向“制造能力竞赛”。干法规模制造技术的先进程度将决定企业能否掌握电池降本主动权；先进的干法工艺也将促进固态电池全面落地。
图10 三类固态电池制造工艺
从特斯拉4680到国内全固态产线，从设备出海到国际巨头布局，干电极法正成为定义下一代电池竞争力的核心赛道。
