干法电极设备专题:干法电极技术助力全固态电池加速突围
投资要点
中国冲刺全固态电池研发,目标2027 年量产;近期宁德、华为等头部大厂在硫化物路线动作频频。固态电池具有更高的能量密度和更高的安全性两大突出优势,是下一代电池技术的研发重点。2024 年,工信部牵头从国家层面支持加大对固态电池的研发,为遴选出来的六家重点企业提供了超60 亿元的研发补贴,目标2027 年实现全固态电池的小规模量产。近期国内大厂在硫化物路线动作频频,如华为也公布了硫化物固态电池的专利;宁德时代将固态电池研发团队扩充至超1000 人,主攻硫化物路线,进入20Ah 样品试制阶段。全固态电池的研发进入冲刺阶段。
干法电极是一种创新的电池生产工艺,可以规避硫材料遇溶剂易反应易腐蚀的问题,是硫化物全固态电池量产过程的重要助推。干法电极是一种创新的电极制备工艺,和传统的湿法工艺的差别主要在前道的电极制作环节。干法电极工艺可以在不使用溶剂的情况下,通过干法混合粘合剂、活性材料和导电剂,然后将其压制在集流体上形成电极的一种制造工艺。干法电极工艺在成本效率、性能提升、结构稳定性和生产适应性四个方面存在显著优势。固态电池的几个技术路线中,干法工艺和硫化物固态电池的适配性较强,是硫化物全固态电池量产过程的重要助力。硫化物电解质对极性有机溶剂极为敏感,同时金属锂容易与溶剂反应,导致膨胀更加严重,传统的PVDF-NMP 体系粘结强度有限,而干法电极中由PTFE 原纤维化构成的二维网络结构,可以抑制活性物质颗粒的体积膨胀,防止其从集流体表面脱落。此外,采用干法电极工艺,固态电池的极片制造过程可以实现完全干燥,消除湿法工艺烘干后溶剂分子的残留问题。
纤维化制膜设备和辊压机设备是干法电极工艺的核心设备。干法电极设备和传统湿法电极工艺在设备端的差异主要体现在:省去了涂布、烘干、溶剂回收设备;增加纤维化设备,主要为气流粉碎机、螺杆挤出机等;另外制膜所需的辊压机要求提升。
建议关注:纳科诺尔(国内锂电辊压机设备龙头,和清华大学团队在干法设备有合作);曼恩斯特(涂布设备龙头,已推出针对干法和固态领域的干法制膜复合一体机);先导智能(新能源装备平台公司,开发了干法电极设备产品,已交付固态电池部分设备);利元亨(锂电头部装备企业,拥有干法电极设备产品,并已实现固态电池部分设备的国内外交付)。
风险提示:
新技术发展不及预期;行业竞争加剧风险;行业技术路径变革风险
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