憑借高比能、高安全、高倍率、寬溫域、長壽命等優勢,固態電池被視為是解決新能源終端(電動汽車、電動飛行器、智能機器人等)續航焦慮、熱失控風險等痛點的高階方案,其正引領全球能源存儲技術的革命性突破。
據中信證券預測,2030年全球固態電池出貨量將達642.6GWh,2024-2030年復合增長率達133%。
然而,從實驗室到規模化量產,固態電池產業化仍面臨多重挑戰。其中,干法設備的突破,將直接影響固態電池產業化進程,這如同為一場技術革命搭建基礎設施。
如果沒有制造設備的創新,再好的新材料和新技術也只能停留在規劃階段,這也成為電池企業“突圍”的重點之一。
當前,包括寧德時代、國軒高科、億緯鋰能、孚能科技、欣旺達等電池企業,都在自研或聯合鋰電頭部設備企業,不斷加碼固態電池干法設備的布局與合作。
電池中國了解到,作為一家鋰電池濕法涂布龍頭企業,曼恩斯特在固態電池生產設備領域,也展現出其在材料預處理、干法電極、連續生產、增效降本等方面深厚的技術實力和應用前景。
01
聚焦干法電極工藝
產線全面適配固態電池制程
相較液態鋰離子電池的制造設備,固態鋰電池的試制和生產設備與其大相徑庭。
據測算,傳統濕法電極工藝,僅電極涂布、干燥環節的能耗,就占鋰電池生產總能耗中的30%以上,亟需創新工藝以降本增效;同時,隨著一眾電池巨頭對固態電池持續研發,無不將“干法電極技術”推至行業“聚光燈”下。
對于干法電極工藝的優勢,曼恩斯特表示,其無需使用溶劑,不僅能夠降低生產成本和環境負擔,還能更好地適應高能量密度電池的生產需求。
實際上,干法電極工藝正逐漸成為下一代高性能電池制造的核心路徑,而且我國的干法工藝,在材料應用、工藝流程和設備設計方面,均已實現全面升級。
據電池中國了解,曼恩斯特的布局是:從制膜,到電極制備,再到固態電池前段產線,不僅自研關鍵設備,還構建起一整套以干法工藝為主的前段產線。
固態電池前段設備整體布局示意圖
據介紹,曼恩斯特固態電池前段產線可以實現能耗減少50%以上、廠房面積減少20%以上、設備投資減少20%以上,電池制造成本降低超10%。
具體來看,其以干法工藝為主的產線對固態電池制造環節的優化,主要體現在以下四個方面:
一是,采用曼恩斯特干法電極工藝,能夠有效提升電極的導電性和穩定性,為電池的高性能表現提供支持。
二是,當前干法電極的難點,主要在于如何實現其均勻性和一致性,曼恩斯特研發的干法電極工藝直擊行業痛點。在原料纖維化處理環節,曼恩斯特運用了干法陶瓷雙螺桿(原料)纖維化技術。由于陶瓷材質的雙螺桿具有優異的耐磨性,它不僅可以保證原料纖維處理過程中的穩定性和長久性,更重要的是杜絕了金屬異物的引入,可以提高電芯安全性和可靠性。
干法極片制備流程
三是,為了保證極片原料成膜品質,曼恩斯特引入干法預成膜機構與14輥雙面同時成膜工藝。據介紹,該機構能夠對原料成膜過程進行精準調控,從而減少軋輥時對材料的磨損;采用14輥雙面同時成膜工藝,相較于單面成膜和較少輥數的工藝,其能夠實現雙面同時均勻成膜,且成膜質量更高,從而提升電極一致性。
14輥壓膜復合一體機
四是,在極片上薄涂固態電解質層時,其采用濕法狹縫涂布技術與砂磨機處理工藝。據介紹,固態電解質在涂布前需經過砂磨機處理,使電解質粉體更細膩,以確保涂布均勻性和穩定性,進一步提升電芯的整體性能。
值得一提的是,在曼恩斯特看來,固態電池設備的集成化是明確的發展方向。通過將加料、混料、纖維化、制膜、輥壓、分切和收卷等環節整合在一組設備中,不僅可以減少物料在各工序間的流轉時間,還可以有效提升生產效率和產品一致性。
02
精進關鍵設備+連續生產
干法產線競爭優勢凸顯
目前,固態電池正在經歷從實驗室走向量產的關鍵階段,電池企業亟需使用更先進的產線,以加快其固態電池研發及產業化進程。同時,高品質、高性能、高效率是企業對電池制程的核心追求。
較早洞察到這一市場需求,曼恩斯特逐一突破固態電池關鍵設備的技術難點,并集成混料、纖維化、壓膜復合等設備,實現固態電池前段連續生產。
據介紹,曼恩斯特在固態電池關鍵設備上進行了創新和優化,其研發的陶瓷雙螺桿(原料)纖維化、預成膜、14輥雙面成膜、狹縫涂布等工藝設備,使通過其設備所制備的材料,在品質、性能和生產效率等方面都處于行業前列。
為了提高材料品質,曼恩斯特的連續生產模式,可以避免中間環節的污染和質量波動;關鍵工藝嚴格把控,為電池的高品質提供了有力保障。
在提高產品性能方面,一是避免金屬異物引入,同時結合干法工藝先天優勢,可以有效降低電芯內部短路等安全隱患。二是,高質量的成膜工藝和固態電解質的薄涂,助力固態電池制造,從而使電芯具有更高的能量密度和更好的循環性能,進而能夠滿足應用終端,對長續航、快速充/放電等需求。
在提高生產效率方面,其產線連續生產模式,減少了傳統工藝中的時間損耗和人力成本,使生產效率顯著提高,能夠滿足大規模生產的需求。同時,該模式還強化了曼恩斯特設備在規?;a中的成本優勢和交付能力。
在電池中國看來,曼恩斯特完成“濕法+干法”雙線布局,不僅提前卡位電池從液態技術向固態技術迭代的機遇,有望搶占市場先機,而且進一步鞏固了其自身的技術“護城河”。
再者,深耕新能源行業十余年,憑借自研核心技術、訂單快速響應、高品質設備交付經驗、規模化應用案例、定制化服務等優勢,曼恩斯特相關設備在國內新能源領域,已獲得廣泛的認可。其鋰電合作客戶包括比亞迪、寧德時代、國軒高科、億緯鋰能等頭部電池企業,并且,曼恩斯特還為多家電池整線廠商提供部分設備產品,其涂布模頭等核心部件市場份額連續多年排名國內第一。
據了解,曼恩斯特目前已為國內外多家企業提供了干法工藝的測試驗證試驗,而且其混合、雙螺桿纖維化、多輥成膜等多款干法核心新設備均已斬獲訂單。這也意味著,其在固態電池領域的布局,已取得實質性進展,干法設備產線未來有望成為其業績又一增長極。
CIBF2025期間,5月15日11:00,曼恩斯特將在深圳寶安國際會展中心11T010展位,舉辦固態電池極片制造解決方案發布會,介紹其最新研發成果,精彩不容錯過!

