据业内人士29日透露,三星SDI近期在忠清南道天安建立了国内首个名为“Dry EV”的干法工艺试点生产线,已经开始试生产。LG新能源计划在今年第四季度于忠北梧仓的能源工厂设立试点生产线,目标是在2028年实现干法工艺的商业化。SK On与美国电池制造设备公司Sakuu签署了联合开发协议(JDV),双方正在合作进行技术开发。SK On计划结合其电池量产技术与Sakuu的干法工艺,致力于获得最优化的技术方案。
干法工艺是一种锂离子电池制造新技术,采用不使用溶剂的工艺。通常,正极或负极的活性物质、导电剂与固态粘结剂直接混合后喷涂到集流体上,或者通过不同的工艺制成自支撑膜再与集流体结合。而目前大多数电池企业仍采用将活性物、导电剂和粘结剂与溶剂混合,通过狭缝涂布模头涂覆并辊压至集流体表面的“湿法工艺”。
湿法工艺需要高温干燥电极并回收溶剂,需配置相关设备系统;相比之下,干法工艺无需这一步骤,能够大幅减少设备投资和工艺成本。此外,干法工艺不涉及干燥过程,可提高生产速度和效率,整体上为电池制造带来成本上的革命性变化。
引入干法工艺后,未来有望将现有的NCM(镍、钴、锰)电池以接近或低于磷酸铁锂(LFP)电池的价格进行供应。业内预计,干法工艺相较湿法工艺,能够将电极制造成本降低17%至30%。
干法工艺的另一大优势是提高能量密度。通常情况下,电极越厚,能量密度越高,但由于湿法工艺中的浆料为液态,电极增厚存在技术限制。而干法工艺中,活性材料、导电剂和粘结剂以固态形式混合,更易实现电极的增厚。
尽管干法工艺具备显著的理论优势,但由于技术难度较高,一直被视为尚需时日才能成熟的下一代技术。特斯拉曾在2020年宣布将干法工艺应用于其4680电池,并预计将电池制造成本降低50%,但截至目前,其仅在有限范围内取得部分成功。
中国的具体开发情况尚不明朗,但鉴于中国通过完善的供应链制造低价电池的条件,业内普遍认为中国企业没有像韩国企业一样迫切引入干法工艺的需求。
LG新能源首席技术官(CTO)金帝映在今年7月接受彭博社采访时自信表示:“在干法涂覆领域,我们是行业领跑者,早在10年前就开始布局。”该公司计划进一步扩展干法工艺技术,包括用于下一代全固态电池的干法工艺及不同活性材料的干法电极技术研发路线图。
三星SDI相关人士表示:“一旦干法工艺技术成熟,我们将在电池价格竞争力上取得更大优势,预计能够早日跨越‘需求停滞期’,扩大市场主导地位。”