全固态电池的制造工艺正在经历从湿法到干法的关键转变。信达证券研报显示,硫化物、卤化物电解质与有机溶剂存在副反应,干法工艺更加适配。干法电极核心设备为辊压机,纳科诺尔22辊干法电极成膜复合设备速度突破80m/min、幅宽最大1m。干法电极单GWh设备价值量有望超3000万元,较传统液态设备(600-800万元)增量弹性显著。
全固态电池制造工艺从湿法向干法切换,硫化物/卤化物更适配干法
固体电解质成膜工艺是全固态电池制造的核心环节。固体电解质膜取代了液态电池的隔膜和电解液,是全固态电池的独有结构。根据是否采用溶剂,成膜工艺分为湿法工艺与干法工艺。
湿法工艺是传统锂电制造的成熟方法,操作简单、易于规模化生产。但用于全固态电池时存在突出问题:硫化物与有机溶剂之间会发生副反应,电子绝缘聚合物会引发高界面阻抗。残留的溶剂还会降低固体电解质膜的离子电导率。
干法工艺不采用溶剂,直接将固体电解质和粘结剂混合成膜,无需烘干,具有成本优势。干法成膜无溶剂残留,可获得更高离子电导率。据纳科诺尔公开交流,干法工艺预计可帮助电池制造成本下降10%以上。硫化物、卤化物电解质化学性质活泼,干法工艺更加适配。
湿法工艺是传统锂电制造的成熟方法,操作简单、易于规模化生产。但用于全固态电池时存在突出问题:硫化物与有机溶剂之间会发生副反应,电子绝缘聚合物会引发高界面阻抗。残留的溶剂还会降低固体电解质膜的离子电导率。
干法工艺不采用溶剂,直接将固体电解质和粘结剂混合成膜,无需烘干,具有成本优势。干法成膜无溶剂残留,可获得更高离子电导率。据纳科诺尔公开交流,干法工艺预计可帮助电池制造成本下降10%以上。硫化物、卤化物电解质化学性质活泼,干法工艺更加适配。
| 工艺类型 | 优点 | 缺点 | 适配路线 |
|---|---|---|---|
| 湿法工艺 | 操作简单、工艺成熟、易规模化 | 溶剂毒性、残留降低电导率 | 氧化物、聚合物 |
| 干法工艺 | 无溶剂残留、离子电导率高、成本低 | 膜厚度偏大 | 硫化物、卤化物 |
干法核心设备为辊压机,国内厂商性能领先海外
干法电极的制备以粘接剂原纤化为主流方法,包括粉料混合、纤维化、辊压成型三大关键环节。前两道工序主要设备为破碎机和混合机,第三道工序为辊压机,是整个流程的核心。
干法正极对设备要求最高。正极粉体材料容易掉落,需要更大外部压力来抵消粉末间的复合力。国内干法电极设备工作压力普遍可达50T以上,纳科诺尔干法电极设备最大可达70T。同时对宽幅、走速也有较高要求。
在设备参数对比中,纳科诺尔走速50m/min、幅宽450mm、最大压力70T;赢合科技走速40m/min、幅宽450mm;璞泰来(嘉拓)走速65m/min。纳科诺尔最新推出的22辊干法电极成膜复合设备速度负极突破80m/min,设备幅宽最大可达1m,能够支持GWh级规模连续化电极制备,产品进展国内领先。
干法正极对设备要求最高。正极粉体材料容易掉落,需要更大外部压力来抵消粉末间的复合力。国内干法电极设备工作压力普遍可达50T以上,纳科诺尔干法电极设备最大可达70T。同时对宽幅、走速也有较高要求。
在设备参数对比中,纳科诺尔走速50m/min、幅宽450mm、最大压力70T;赢合科技走速40m/min、幅宽450mm;璞泰来(嘉拓)走速65m/min。纳科诺尔最新推出的22辊干法电极成膜复合设备速度负极突破80m/min,设备幅宽最大可达1m,能够支持GWh级规模连续化电极制备,产品进展国内领先。
干法设备单GWh价值量有望超3000万元,增量弹性显著
干法电极设备的价值量远高于传统液态锂电设备。传统液态锂电设备单GWh价值量约600-800万元。而干法电极单GWh设备价值量有望超3000万元。若横向布局电解质转印设备、锂带压延设备、等静压设备等,单GWh价值量有望接近1亿元。
纳科诺尔已为国内外几十家电池与整车企业提供干法电极设备,支持应用于动力电池、固态电池、储能及一次电池等多个场景。公司自主研发的温等静压设备采用液态加压方式、设计压力达600MPa,目前正在加快验证测试。固态电解质转印设备主要用于实现固态电解质膜与负极极片的精准覆合。
信达证券认为,随着全固态电池产业化加速,干法电极设备需求将持续增长。建议关注干法设备龙头纳科诺尔,以及布局干法领域的璞泰来、赢合科技等。干法设备作为全固态电池制造的增量环节,有望率先受益于固态电池产业化进程的推进。
纳科诺尔已为国内外几十家电池与整车企业提供干法电极设备,支持应用于动力电池、固态电池、储能及一次电池等多个场景。公司自主研发的温等静压设备采用液态加压方式、设计压力达600MPa,目前正在加快验证测试。固态电解质转印设备主要用于实现固态电解质膜与负极极片的精准覆合。
信达证券认为,随着全固态电池产业化加速,干法电极设备需求将持续增长。建议关注干法设备龙头纳科诺尔,以及布局干法领域的璞泰来、赢合科技等。干法设备作为全固态电池制造的增量环节,有望率先受益于固态电池产业化进程的推进。
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