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固態(tài)電池：全固態(tài)電池相比于液態(tài)電池，采用固態(tài)電解質(zhì)取代液態(tài)電解質(zhì)，是實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池高能量密度、高循環(huán)穩(wěn)定性和高安全性能的關(guān)鍵。因此相比起液態(tài)電池，固態(tài)電池有許多優(yōu)勢(shì)，是鋰電池未來(lái)的發(fā)展方向。 固態(tài)電池工藝的獨(dú)特工序：固態(tài)電池工藝的核心特點(diǎn)在于用固態(tài)電解質(zhì)代替了液態(tài)電解質(zhì)，分別為氧化物、硫化物、聚合物。相比液態(tài)電池，固態(tài)電池工藝有幾大獨(dú)特點(diǎn)，集中在前中段工序：1）正極材料需要與固態(tài)電解質(zhì)形成復(fù)合正極；2）負(fù)極材料的制備有所不同；3）中段工藝中不可用卷繞，只能用疊片；4）取消注液環(huán)節(jié)。獨(dú)特固態(tài)電池工序，呼喚全新一代電池設(shè)備，打開(kāi)廣闊的市場(chǎng)空間。 固態(tài)電解質(zhì)成膜工藝：固體電解質(zhì)膜為全固態(tài)電池獨(dú)有結(jié)構(gòu)，取代了液態(tài)電池的隔膜和電解液。此工藝環(huán)節(jié)的決定了固體電解質(zhì)膜的厚度，過(guò)厚會(huì)降低固態(tài)電池的能量密度、提高電池內(nèi)阻；過(guò)薄則機(jī)械性能會(huì)變差，可能引起短路。固態(tài)電解質(zhì)成膜工藝是固態(tài)電池制造的核心環(huán)節(jié)，可以分干法工藝與濕法工藝。濕法工藝簡(jiǎn)單且成熟，適用于規(guī)?；a(chǎn)。干法工藝能夠有效降低成本，對(duì)環(huán)境友好。 正極制備：在固態(tài)電池工藝中，以固態(tài)形式存在的電解質(zhì)的注入被提前了。正極材料的制備環(huán)節(jié)中，需要將正極活性物質(zhì)與固態(tài)電解質(zhì)粉混合，經(jīng)過(guò)燒結(jié)等手段形成復(fù)合正極。 負(fù)極制備：與液態(tài)電池不同，固態(tài)電池的負(fù)極材料使用的是鋰金屬，也需要一些具體工藝上的改變。 核心觀點(diǎn)：前段工序的三項(xiàng)改變，呼喚全新的電池設(shè)備。固態(tài)電池市場(chǎng)前景廣闊、技術(shù)壁壘高，是電池設(shè)備廠商的必爭(zhēng)之地。 干法電極VS濕法電極：兩者極片制造方式核心區(qū)別在于流程中有無(wú)溶劑。由于降本、性能等優(yōu)勢(shì)，業(yè)界正在從濕法電極走向干法電極。 1）濕法電極：用活性材料、導(dǎo)電添加劑、溶解在溶劑中的粘結(jié)劑混合而成的漿料，按要求濕涂在集流體表面，然后烘干以去除溶劑。 2）干法電極：在無(wú)溶劑的環(huán)境下，將活性材料、導(dǎo)電劑和固態(tài)粘合劑進(jìn)行干法混合后，將其輥壓覆蓋在集流體表面來(lái)形成電極。干法技術(shù)在固態(tài)電池享有突出的工藝優(yōu)勢(shì)：干法工藝相比起傳統(tǒng)濕法工藝有諸多優(yōu)勢(shì)，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)固態(tài)電池制造的主要方向。 1）干法電極拋棄傳統(tǒng)液態(tài)溶劑，與固態(tài)電池設(shè)計(jì)理念類似：固態(tài)電池的成品不存在液態(tài)物質(zhì)。在干法技術(shù)的賦能下，固態(tài)電池的極片制造過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)完全干燥，消除了濕法工藝烘干后，溶劑分子的殘留問(wèn)題。也有效去除了溶劑成本與烘干成本。 2）多種固態(tài)電解質(zhì)不適合用濕法：硫化物電解質(zhì)與極性有機(jī)溶劑會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的絡(luò)合反應(yīng)，澆鑄后無(wú)法完全去除溶劑，硫化物電解質(zhì)會(huì)被溶解，氧化物電解質(zhì)也會(huì)與有機(jī)溶劑發(fā)生反應(yīng)，嚴(yán)重影響離子導(dǎo)電性，降低性能，因此干法電極在硫化物固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)顯著。 疊片機(jī)或成為固態(tài)電池主流：在液態(tài)電池的制造中，電池極片可用卷繞或者疊片的方式。目前液態(tài)電池制造流程中，無(wú)論從規(guī)模經(jīng)濟(jì)還是成本進(jìn)行考慮，卷繞工藝會(huì)更主流一些。但是固態(tài)電池由于其固態(tài)電解質(zhì)的特性，如氧化物和硫化物韌性較差，疊片工藝會(huì)比卷繞工藝更加合適，可能成為未來(lái)的方向。 固態(tài)電池疊片工藝與液態(tài)電池有顯著不同，需要對(duì)原有疊片機(jī)進(jìn)行改良：液態(tài)電池的疊片/卷繞環(huán)節(jié)是講正負(fù)極片與隔膜有序裝配，而固態(tài)電池則是將正負(fù)極片與固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行裝配，因此疊片機(jī)設(shè)備廠商應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的液態(tài)電池疊片設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。 疊片機(jī)較卷繞機(jī)價(jià)值量更高，市場(chǎng)規(guī)模前景廣闊：從傳統(tǒng)的單條產(chǎn)線來(lái)看，一條產(chǎn)線需要10臺(tái)卷繞機(jī)，按照300-350萬(wàn)元/臺(tái)的價(jià)格，一條產(chǎn)線下卷繞機(jī)的價(jià)值大概3000-3500萬(wàn)元。一條產(chǎn)線需要的疊片機(jī)數(shù)量與電池片數(shù)有關(guān)，中航鋰電的一條產(chǎn)線一般需要10臺(tái)切疊一體機(jī)，按照600萬(wàn)元/臺(tái)的價(jià)格，一條產(chǎn)線的疊片機(jī)價(jià)值量大概為6000萬(wàn)元，蜂巢短刀電池的一條產(chǎn)線需要20臺(tái)切疊一體機(jī)，一條產(chǎn)線的疊片機(jī)價(jià)值量大概1.2億元。在固態(tài)電池時(shí)代，疊片設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的前景有望更加廣闊 等靜壓機(jī)會(huì)是全固態(tài)電池當(dāng)中核心增量設(shè)備：等靜壓機(jī)是一種能提供更高壓力的設(shè)備，但是液態(tài)電池的傳統(tǒng)熱壓、輥壓方案提供壓力有限且施加壓力不均勻，難以保證致密堆積的一致性要求，進(jìn)而影響固態(tài)電池性能。而等靜壓機(jī)或?qū)⒊蔀楹线m的解決方案，等靜壓技術(shù)可以有效消除電芯內(nèi)部的空隙，提升電芯內(nèi)組件界面之間的接觸效果，進(jìn)而增強(qiáng)導(dǎo)電性，提高能量密度。 國(guó)內(nèi)大廠積極布局固態(tài)電池等靜壓環(huán)節(jié)：等靜壓機(jī)之前一般用于陶瓷、合金、石墨等領(lǐng)域的加工，在固態(tài)電池領(lǐng)域仍處于探索階段，并且在對(duì)全固態(tài)電池進(jìn)行等靜壓成型時(shí)，其壓力一般超過(guò)400Mpa，對(duì)設(shè)備有著高性能要求。目前，寧德時(shí)代、比亞迪、利元亨等國(guó)內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈大廠都在積極布局等靜壓技術(shù)。其中，利元亨已經(jīng)提出了固態(tài)電池電芯等靜壓處理方法、裝置及生產(chǎn)線專利。 國(guó)內(nèi)等靜壓機(jī)企業(yè)異軍突起，為固態(tài)電池的應(yīng)用打下供應(yīng)鏈基礎(chǔ)：近年來(lái)，以中國(guó)鋼研等為首的國(guó)產(chǎn)等靜壓機(jī)廠商進(jìn)步明顯。其中，中國(guó)鋼研的HIPEX1850 是目前世界第二大尺寸的熱等靜壓裝備，可應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域大型核心零部件的加工。
