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聚焦干法工藝和整線方案“雙輪”突破，搶占先機(jī)。
今年來，隨著固態(tài)電解質(zhì)等關(guān)鍵材料的技術(shù)成熟，全固態(tài)電池進(jìn)入了量產(chǎn)驗證的全新階段。
一方面，小型、高安全全固態(tài)電池在3C數(shù)碼設(shè)備、兩輪電動車等應(yīng)用場景中的探索已取得實質(zhì)進(jìn)展。今年10月，屹鋰科技、純鋰新能源的硫化物基與聚合物基全固態(tài)電池生產(chǎn)線相繼投產(chǎn)，年產(chǎn)能規(guī)模達(dá)到百M(fèi)Wh級別。
另一方面，面向乘用車、商用車、儲能、航空航天等動力要求更高的市場，全固態(tài)電池在電解質(zhì)材料、產(chǎn)品規(guī)格與系統(tǒng)設(shè)計上的差異化探索，也推動了產(chǎn)線驗證步伐的加快。據(jù)高工鋰電不完全梳理，今年來固態(tài)電池新增產(chǎn)能（含公開、簽約、開工等）已超140GWh，累計規(guī)劃產(chǎn)能已超過400GWh。
從局部突破到整體推進(jìn)，全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷超出市場預(yù)期。這不僅是技術(shù)路線逐步確定的體現(xiàn)，更得益于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同創(chuàng)新，尤其是材料和設(shè)備領(lǐng)域的深入合作。
全固態(tài)電池在技術(shù)路線、核心材料和產(chǎn)品設(shè)計逐步定型的同時，也對制造工藝與設(shè)備提出了更高要求。如何在量產(chǎn)過程中平衡良率、效率與成本，已成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
在這一背景下，鋰電設(shè)備企業(yè)憑借技術(shù)積累與市場洞察，逐步切入全固態(tài)電池的核心環(huán)節(jié)。例如，圍繞固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)膜的制備需求，設(shè)備企業(yè)正在加快研發(fā)適配干法工藝的設(shè)備解決方案。
以先導(dǎo)智能為例，該公司基于在鋰電智能裝備整線上的濃厚技術(shù)積累，推出了全球首條擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全固態(tài)電池整線解決方案，從前段的全固態(tài)電極、電解質(zhì)膜制備設(shè)備，到后段的高壓化成分容、致密化設(shè)備等，提供了完整的高性能、低成本解決方案。
這對于起點(diǎn)不同、背景不同的固態(tài)企業(yè)來說，無疑是搶跑量產(chǎn)探索、提高產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化效率的有力保障。
聚焦干法工藝，前段關(guān)鍵設(shè)備密集創(chuàng)新
具體來看，全固態(tài)電池所面臨的工藝難點(diǎn)，主要集中在極片與固態(tài)電解質(zhì)的制備環(huán)節(jié)。相對于傳統(tǒng)濕法路線，干法工藝因省去溶劑、制漿、烘干等環(huán)節(jié)，具備效率提高、成本降低以及環(huán)境友好的特點(diǎn)，同時能更好適配全固態(tài)電池對結(jié)構(gòu)致密性和電導(dǎo)率的要求，被視為下一代主流工藝方向。
不過，干法工藝在均勻分散，高速連續(xù)制備以及膜片一致性等方面還面臨諸多挑戰(zhàn)，對設(shè)備的精度、壓力和穩(wěn)定性提出了較高要求。在這一背景下，設(shè)備企業(yè)正加快布局創(chuàng)新設(shè)備，以解決行業(yè)痛點(diǎn)。
以先導(dǎo)智能為例，該公司在干法工藝關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)上取得了一些突破：
首先在混料環(huán)節(jié)，先導(dǎo)干法電極高效混料機(jī)通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計，分散最高線速度可達(dá)40M/S，配合桶壁和桶內(nèi)雙冷卻系統(tǒng)，可將粉料溫度控制精度±3 ℃，保障材料的高效、均勻混合與分散。
其次在成膜復(fù)合環(huán)節(jié)，基于多年設(shè)備制造經(jīng)驗，先導(dǎo)干法成膜復(fù)合一體機(jī)以≥700mm的幅寬、≥80m/min的機(jī)械速度，支持間隙雙面同步復(fù)合，連續(xù)成膜；搭載高精度輥壓系統(tǒng)將輥跳動控制在1μm以內(nèi)，并實現(xiàn)≤±0.5℃的溫控精度，提升了膜片成型的一致性與可靠性。
11月，先導(dǎo)智能為韓國頭部電池企業(yè)客戶定制的固態(tài)干法電極涂布設(shè)備實現(xiàn)發(fā)貨，并獲得客戶認(rèn)可。
最后，先導(dǎo)干法粉體綜合測試儀搭載自主研發(fā)的專用測試分析軟件，涵蓋電阻、流動、壓縮、摩擦、剪切等干法粉體數(shù)據(jù)測試功能，可滿足客戶在配方開發(fā)、材料測評、工藝驗證及質(zhì)量評價等多場景的檢測需求。
基于以上關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的創(chuàng)新，先導(dǎo)智能干法相關(guān)設(shè)備，目前可實現(xiàn)高均勻、超薄極片和電解質(zhì)膜的制備。上述創(chuàng)新不僅強(qiáng)化了干法設(shè)備在關(guān)鍵環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，也為全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化提供了更加穩(wěn)定可靠的工藝保障。
整線解決方案，助推固態(tài)電池規(guī)?；l(fā)展
除了關(guān)鍵工藝的革新與設(shè)備突破，在量產(chǎn)探索中同步追求良率與效率，對于還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期的全固態(tài)電池來說也十分重要，是加快進(jìn)度與樹立差異的雙重需要。而在全固態(tài)電池的量產(chǎn)探索中，整線解決方案一體化、高集成度的優(yōu)勢逐漸凸顯。
一方面，固態(tài)電池進(jìn)入更大規(guī)格或系統(tǒng)級別的驗證，自然對應(yīng)著更高的一致性要求。提供整線解決方案，能夠有效縮短實驗室研發(fā)與大規(guī)模制造之間的驗證周期，推動新工藝的快速迭代。
另一方面，固態(tài)電池迄今為止所呈現(xiàn)出來的巨大可能性與發(fā)展?jié)摿?，吸引了諸多跨界、初創(chuàng)與謀求轉(zhuǎn)型企業(yè)的參與。在當(dāng)前生態(tài)中，出于加速關(guān)鍵材料驗證、打破信息壁壘的目的，不少材料企業(yè)有同時布局材料產(chǎn)能和電池小試產(chǎn)能的需求，需要對鋰電池技術(shù)、制造理解更為深厚的合作伙伴的支持。
對于初創(chuàng)企業(yè)或材料企業(yè)而言，整線解決方案可降低試產(chǎn)門檻，優(yōu)化資源配置，提升效率。
高工鋰電注意到，今年來不少設(shè)備廠商推出了固態(tài)整線解決方案。而先導(dǎo)智能是全球唯一擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全固態(tài)電池整線解決方案的企業(yè)。
先導(dǎo)全固態(tài)整線解決方案覆蓋全固態(tài)電極制備、全固態(tài)電解質(zhì)膜制備及復(fù)合設(shè)備、裸電芯組裝到致密化設(shè)備、高壓化成分容等全固態(tài)電池制造關(guān)鍵設(shè)備，能夠滿足多場景的產(chǎn)業(yè)需求。在電芯結(jié)構(gòu)緩沖件成形、無隔膜疊片、連續(xù)致密化、高壓化成分容等技術(shù)方面極具優(yōu)勢。
由于采用干法電極等先進(jìn)工藝與高度集成化設(shè)計，先導(dǎo)智能設(shè)備制成工序相對傳統(tǒng)工序大幅減少，在確保產(chǎn)品高效、高品質(zhì)產(chǎn)出的同時可實現(xiàn)人力需求降低20%、整體投入降低30%的效果，并保障多環(huán)節(jié)嚴(yán)格環(huán)境管控、產(chǎn)品安全生產(chǎn)。
自2020年起，先導(dǎo)智能已與多家行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)達(dá)成設(shè)備合作，目前已成功獲得來自國內(nèi)外知名汽車、固態(tài)電池企業(yè)等的的全固態(tài)生產(chǎn)線訂單。公司整線解決方案已經(jīng)成功應(yīng)用于全球首條固態(tài)電池量產(chǎn)產(chǎn)線，成功滿足了客戶各項個性化需求，客戶反饋顯示電池生產(chǎn)線在多方面表現(xiàn)優(yōu)異，市場反響良好。
11月，先導(dǎo)智能與寧德時代簽署為期三年的戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在固態(tài)電池、鈣鈦礦等領(lǐng)域展開深入合作，建立技術(shù)交流機(jī)制，并約定寧德時代優(yōu)先采購先導(dǎo)的電芯核心生產(chǎn)設(shè)備。這一合作不僅提升了先導(dǎo)的行業(yè)地位，也將為固態(tài)電池等新技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展提供更有力的支持。
隨著全固態(tài)電池技術(shù)的逐步成熟，規(guī)?；a(chǎn)被認(rèn)為是推動其成本下降與市場普及的關(guān)鍵。GGII最新數(shù)據(jù)顯示，固態(tài)電池出貨量將在今年突破7GWh，2030年后進(jìn)入快速上升期、有望奔向300GWh級別出貨。對于全固態(tài)電池來說，其實現(xiàn)GWh出貨的關(guān)鍵拐點(diǎn)已提前至2028年，將帶動相關(guān)設(shè)備市場進(jìn)一步打開。
在這一趨勢下，設(shè)備企業(yè)的創(chuàng)新能力與整線服務(wù)能力將成為推動產(chǎn)業(yè)化的重要力量。通過深耕干法工藝、打造整線解決方案，設(shè)備企業(yè)不僅有機(jī)會在市場中占得先機(jī)，也將在全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中扮演更加重要的角色。
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