干法電極——全固態電池的黃金搭檔

最近，特斯拉實現干法電極量產的消息引起業界廣泛關注。馬斯克將其稱為“鋰電池生產技術的重大突破”，特斯拉官方團隊則用三個關鍵詞概括干法工藝的價值：降低成本、降低能耗、簡化復雜性。

從2020年電池日首次提出概念，到如今宣布量產，特斯拉歷時五年終于攻克了干法正極的量產難關。此前，特斯拉僅能在難度較低的電池負極實現干法工藝，而電池正極則包含鋁、鎳、錳、鈷等多種關鍵材料，成分復雜且材料硬度高，其干法制造難度遠高于負極。如今正負極均采用干法工藝的“全干電極”落地，意味著4680電池的最后一塊拼圖終于補齊。

然而，這項突破的意義遠不止于特斯拉自身。行業目光真正聚焦之處在于：干法電極，正是解鎖下一代終極電池——全固態電池——產業化瓶頸的“黃金搭檔”。

01 什么是干法電極？

干法電極是一種不使用液態溶劑來分散活性材料和導電添加劑的涂布技術。它利用固態粉末直接將活性材料、導電劑和粘合劑混合在一起，然后通過壓制或其他機械方法將混合物涂布到集流體上。

相比傳統的濕法電極工藝需要使用溶劑將活性物質、導電劑和粘結劑混合后涂布在集流體上，然后進行干燥、NMP溶劑回收和輥壓等工序。干法電極工藝省去了溶劑的使用，以及后續的干燥和溶劑回收工序，因而具備顯著的優勢。

成本優勢：干法工藝省去涂布、干燥及溶劑回收等環節，設備投資低、能耗小、所需場地面積小，可大幅度降低設備、人力、設施和能源的投入成本，電芯制造成本可綜合降低約18%。

性能提升：干法工藝能有效提升活性物質的壓實密度，同等條件下，電池的能量密度可獲得約20%的提升。

結構穩定性提升：干法工藝中粘結劑形成的原纖化網狀結構，極大增強了活性物質的穩固性，防止膨脹與脫落，從而提升了電極的整體電性能與使用穩定性。

環境友好：干法涂布無需使用毒性的有機溶劑（如NMP），避免了有機溶劑的揮發和回收問題，減少了環境污染。

根據制備方式的差異，干法電極工藝可以分為粘結劑原纖化法和靜電噴涂法兩種，其中粘結劑原纖化是主流的干法路線。

粘結劑原纖化法：

將活性材料粉末與導電劑混合后加入粘結劑，然后對干混合物施加外部的高剪切力，使粘結劑原纖化后粘合電極膜粉末，最終擠壓混合物形成自支撐的干態電極膜。

粘結劑原纖化法示意圖

靜電噴涂法：

使用高壓氣體預混活性材料粉體、導電劑以及粘合劑顆粒，在靜電噴槍的作用下使粉末帶負電荷并噴至帶有正電荷的金屬箔集流體上，然后對載有粘結劑的集流體進行熱壓，粘結劑融化后會粘連其他粉末并被擠壓成自支撐膜。

靜電噴涂法示意圖

02 與全固態電池的適配度

全固態電池憑借高能量密度和高安全性的顯著優勢，被認為是下一代鋰電池的終極方案。但全固態電池（尤其是對水分、氧氣極度敏感的硫化物路線）的生產要求極低的水氧環境。干法工藝無需溶劑的特點恰好契合這一需求。

適配全固態電池的硫化物電解質、金屬鋰等對溶劑極度敏感，干法電極的無溶劑和無干燥過程特性，恰好完美避開硫化物電解質的弱點:

（1）絕大多數的有機溶劑（尤其是濕法電極常用的NMP）都會與硫化物電解質發生劇烈的化學反應，導致其產生H2S等有害氣體，并破壞電解質結構；被溶劑污染后，硫化物電解質優異的導電性能也會大幅衰減，使電池失效。

（2）硫化物電解質的化學穩定性較差，在濕法工藝的烘干環節等較高溫度下，容易發生分解和性能退化。采用干法電極工藝，全固態電池的極片制造過程可以實現完全干燥，由于無需溶劑，可以規避全固態電池硫化物電解質對溶劑敏感的問題。

此外，干法電極工藝可以提高電極的壓實密度和提升電極厚度，更高的壓實密度意味著在相同體積下可以容納更多的正負極材料，更大的電極厚度意味著能夠適配更多的正負極材料，從而提升電池的能量密度。根據高能數造、上海聯凈等多家企業披露數據顯示，干法電極工藝能夠提高電池能量密度約20%。干法電極工藝制備超厚、高載量的電極，提升電池能量密度的效果契合全固態電池對高能量密度的需求。因此，干法電極工藝更適用于全固態電池生產。

03 中國企業正在卡位

憑借成本、工藝與材料適配等綜合優勢，干法電極正逐步成為全固態電池前道工藝的主流方向。

國內企業正在加速布局這一賽道：

貝特瑞中央研究院已在干法電極技術上開展系統性攻關，成功突破極片連續成卷、厚度均一性等關鍵工藝難題，并同步開發出適配干法工藝的正負極材料產品。

廣東國立科技控股有限公司與樂昌市產業園簽約，計劃投資約30億元，分三期建設完成干法電極固態電池產業項目。該項目規劃產能10GW，預計產值120億元，致力打造成為國內固態電池生產知名品牌。

三孚新科發布公告稱，公司擬投資6.2億元建設高安全干電極電池關鍵材料及高頻電子信息復合材料產業化項目，預計2027年末完成投資項目建設。

冠鴻智能與上海海希工業通訊股份有限公司正式簽署200MWh全固態電池生產線項目協議，雙方將圍繞該生產線項目開展深度合作，推動干法電極技術在全固態電池中的產業化應用。

設備方面，高能數造開發了專門用于制備全固態電解質膜的干法技術及相應設備，可實現各種電解質膜的干法連續制備，公司首條年產能200MWh的干法電極中試級示范線已投用。

東莞市紅木棉電子科技有限公司與中科院系統強強聯合，成功設計、開發出中國國內首條干法電極的全固態電池制作線。

贏合科技已推出覆蓋濕法與干法工藝的固態電池整體解決方案，其中第三代干法設備集成粉體攪拌、纖維化與多輥連軋成膜復合等七大核心工藝，相關設備已向多家客戶交付。

科力遠與中固時代、太行先進儲能技術研究院正式簽署戰略合作協議，合力推進固態電池、干法電極等領域的技術研發與產業化應用。

清研納科于2026年初宣布，其干法電極設備正式發往日本頭部汽車企業。公司已為廣汽集團國內首條大容量全固態電池產線提供800毫米寬幅、最高50米/分鐘運行速度的高速干法成膜復合設備，實現60Ah以上車規級電池的小批量量產。

曼恩斯特自2020年起布局干法前段整線成膜技術，其400型干法制膜復合一體機已獲得頭部企業中試線及量產訂單。

東吳證券指出，干法電極優勢在于降本環保，并正成為固態電池前道工藝的主流選擇。

參考來源：

1.東莞證券《固態電池系列之干法電極專題報告——革新技術，方興未艾》

2.東吳證券《固態電池設備專題深度系列二：干法成膜——高性能固態電池量產的關鍵》

3.徐桂培等《干法電極技術在超級電容器和鋰離子電池中的研究進展》

4.貝特瑞新材料《一文讀懂干法電池》