电力设备及新能源固态报告系列二：干法工艺的破晓时分-260414（22页）.pdf

1、电力设备及新能源干法电极：一种新型极片制造工艺。根据观研天下公众号，锂电生产中前段环节的资本开支占全流程的35%-40%。极片制作是锂电池生产的核心环节，现行通用的工艺是湿法电极工艺，而干法电极工艺正是极片制作领域的一种新型技术。根据粉体网公众号，干法电极工艺主流制备方法为粘结剂原纤化法。干法工艺是固态电池极片核心工艺。干法工艺具备多方面显著优势：1）干法电极在提高电极综合性能方面优势显著，能通过提高压实密度提升电池的能量密度，高度适配固态电池对高能量密度电极材料的需求；2）干法电极在降本和节能方面潜力巨大，其生产线大幅简化并省去了极片烘干环节，据长三角物理研究中心公众号估算，设备投资和厂房占

2、地减少超过20%，能耗减少超45%，制造效率提升3-5倍,相比湿法降本超过10%;3）干法电极不会与硫化物电解质反应，天然适配全固态电池。投资建议：关注布局干法的设备企业。随着固态电池产业化加速，干法工艺逐渐突破均一性瓶颈，锂电设备相关企业已开启干法布局。纳科诺尔联合清研电子成立清研纳科，推出多辊双面成膜复合一体化设备，并成功搭建国内首条锂电池干法电极全自动贯通线；宏工科技和清研电子合作成立清研宏工，联合研发了混合均质一体机、干法研磨机、适用干法电极的双螺杆挤出机等干法设备；先导智能在上一代干法涂布设备成功交付的基础上，发布全新一代量产正/负极一体化干法涂布设备，实现了关于“精度、效率、良率”

3、的全面进化。风险提示：1）下游需求不达预期；2）技术迭代的风险；3）政策变化的风险；4）原材料价格变动的风险。强于大市（维持评级）相关研究1.干法电极：优势显著的新型电极制造工艺1.1干法电极是一种新型电极制造工艺极片制作是锂电池生产的前段环节。根据纳科诺尔招股书，锂电池生产主要分为前中后段三个环节，分别为前段极片制作环节、中段电芯装配环节、后段化成检测环节。其中传统锂电池生产前段极片制作环节主要包括匀浆、涂布、辊压、分切/模切、制片等工序。根据观研天下公众号，锂电生产中前段环节的资本开支占全流程的35%-40%。(divcenter)图表1：极片制作是锂电池生产中的前段环节(/divcent

4、er)干法电极工艺是一种新型的电池制备技术。根据粉体网公众号，干法电极工艺是一种新型的电极制备技术，不使用液态溶剂，直接将活性材料、导电剂和粘合剂的固态粉末混合在一起。其制作过程为：先将活性材料、导电剂、粘合剂混合，混合过程中粉末被拉成纤维状，再将纤维状的物质压成薄膜贴在箔体。粘结剂原纤化法是主流的干法制造方法。根据粉体网公众号，粘结剂原纤化法主要分为粉料混合、纤维化、辊压三大环节。该方法对颗粒粉碎质量、纤维化时间、辊压阶段的力度、精度、均匀度提出了较高要求，使用该方法的企业主要分布于美国、中国和德国。另一种被韩国、日本等企业使用的技术路线是静电喷涂法，该方法主要使用高压气体，将粉体、导电剂、

5、粘合剂喷洒到箔集体上，让喷洒物质在静电作用下吸附到箔体，随后热压，使粘结剂融化后粘连其他粉末形成自支撑膜。1.2干法工艺助力电池性能提升和成本降低干法电极借助干涂覆工艺带来的致密均匀的微观结构实现了高能量密度。根据JunyoungMun等人的研究，从微观角度看，湿法电极干燥过程中，溶剂的突然或者不均匀蒸发会推动颗粒分离，在电池内部形成空孔隙，且电极表层受拉应力最大，随干燥过程推进和颗粒分布变化，极易产生裂纹。干电极工艺能实现电极组分的物理均匀混合，形成致密均匀的微观结构，从而提高压实密度。同时，因其微观结构均匀且不需干燥流程，干法电极不存在开裂问题，也提高了电极所能达到的厚度，使得高压实高厚度

6、的超高能量密度电极片成为可能，适配新一代固态电池对能量密度的需求。根据长三角物理研究中心公众号，以常见材料为例，三元正极压实密度从3.49/mathsfcm3提升到3.69/mathsfcm3,层氧正极压实密度从39/mathsfcm3提升到3.099/mathsfcm3,石墨负极压实密度从1.69/mathsfcm3提升到1.759/mathsfcm3，硬碳负极压实密度从19/mathsfcm3提升到1.039/mathsfcm3，干法压实密度提升均在3%以上，部分材料达9%。压实密度的提升有利于增强电池容量和续航能力。干法正极的倍率性能和循环性能均显著优于湿法正极。在1.0C电流密度下，干