什么是“干法涂布”？一文說清

2026年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規劃圖”細化為可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產業轉型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“干法涂布”這個名詞。

什么是干法涂布？

干法涂布（dry electrode manufacturing）是一種創新的電極制備方法。該技術采用干法工藝將粘合劑、活性材料和導電劑充分混合后，直接壓覆于集流體上制備電極，全程無需溶劑參與。其核心在于利用物理剪切力使粘結劑（如PTFE）形成三維纖維網絡，包裹活性材料、導電劑，直接壓延成自支撐電極膜。干法涂布技術能夠消除傳統電池極片制備過程中有毒溶劑的使用（如NMP），大幅降低能耗與污染，是鋰電池綠色制造的關鍵路徑之一。

干法涂布的分類信息

干法涂布的詳細解釋

鋰離子電池以其高能量密度、高功率、長循環壽命等優勢在新能源動力和儲能設備中占據著主導地位。隨著新能源汽車商業化進程加速和電化學儲能市場的快速擴張，市場對鋰離子電池的制造成本和性能表現提出了更高的要求。

鋰離子電池的成本和性能在很大程度上取決于電極的制造工藝。傳統電極制備主要依賴于濕法涂布技術。所謂“涂布”，是電極制備的關鍵步驟之一，主要用于將活性物質均勻地涂覆在集流體（如鋁箔或銅箔）上，形成電極膜。電化學反應在活性物質中發生，電極因此在充放電過程中可以存儲和釋放能量。但是，濕法涂布干燥過程成本較高，所使用的有機溶劑存在毒性和易燃問題，極大影響了電池工業的環境友好性和可持續性。

干法涂布是鋰電池制造的前沿工藝，通過物理混合-原纖化-壓延三步替代傳統濕法涂布工藝，具體流程如下：

物理混合：活性材料、導電劑與PTFE干粉高速混合；

原纖化：剪切力使PTFE伸展為纖維網，包裹顆粒形成膜胚；

壓延：高壓輥壓（100-200MPa）成自支撐電極膜，并將電極膜復合到集流體。

相較于傳統濕法涂布工藝，干法涂布工藝在成本效率、性能提升、結構穩定性、環保程度和生產適應性五個方面存在顯著優勢：

1.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%。

2.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。

3.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。

4.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。

5.適應電池技術的前沿發展需求：更好地適應了電池技術的前沿發展需求，如兼容預鋰化策略和固態電池的制備，展現出在先進電池制造領域的廣泛適用性和未來潛力。

干法涂布技術最初由美國Maxwell公司（后被特斯拉公司收購并應用于4680電池）開發，目前該公司在干法電極制備技術上仍處于領先地位。據2026年2月2日消息，特斯拉公司已實現干法涂布技術的量產應用。國內多家主流電池企業也在持續跟進，如寧德時代公司已將該技術并入其固態電池技術路線圖中。

2025年工信部印發的《2025年工業和信息化標準工作要點》，明確提出將全固態電池作為重點領域，加強標準工作頂層設計，建立健全全固態電池標準體系。干法電極技術作為全固態電池制造中的關鍵工藝之一，其設備研發是推動全固態電池產業化的重要環節。

干法工藝生產電極示意圖。圖片來源：參考資料[3]

干法涂布的應用領域及發展前景

全球鋰電池需求持續增長，特別是固態電池和高能量密度電池的需求增加，推動了干法電極技術的規模化應用。根據國際能源署（IEA）的預測，全球鋰電池產能將在2030年達到6200GWh，這為干法電極設備制造商帶來了巨大的市場機遇。

目前，干法涂布技術正從實驗室創新加速邁向產業化核心工藝，核心突破方向包括：

1.核心輥壓設備開發：輥壓機作為干法工藝的核心設備，已成為行業技術競爭的關鍵戰略要地。它是保證電極厚度均勻一致的關鍵步驟，其成膜性能及生產效率是決定干法工藝能否實現量產的核心要素。

2.高值材料開發：研發非PTFE粘結劑體系（如改性PVDF），解決鋰損耗問題；開發高強度復合電極膜，適配全固態電池超高壓實密度需求。

3.工藝升級：推動連續化生產，提升目標正極膜速度和負極膜速度，追趕濕法工藝160m/min的效率。

智能化和模塊化也是干法電極設備的重要發展方向。國內外廠商正通過引入物聯網技術和AI算法，優化生產流程，提高生產效率并降低能耗。例如，日本開發的智能輥壓機，通過實時參數調節提升了生產效率，并有效降低了能源消耗。

隨著國內企業技術水平的持續提升，全球干法電極設備市場競爭正從單一的技術主導向多元化競爭轉變。雖然國外企業仍占據一定技術優勢，但國內企業憑借較高的性價比和對市場需求的快速響應，正逐漸擴大市場份額。隨著干法電極技術的廣泛應用，未來競爭將更加激烈，創新和研發能力將成為決定企業成敗的關鍵因素。

干法涂布的綠色應用難點

干法涂布技術作為一種新興的電極制備工藝，具有顯著的環保優勢，如無溶劑使用、低能耗和低污染等。然而，在實際應用中，該技術仍面臨一些綠色應用難點。這些難點主要體現在以下幾個方面：

第一，產能與效率問題。干法涂布技術在大規模生產中的應用仍面臨產能和效率的挑戰。例如，干法涂布的最核心問題是產能過低、速度過慢，這導致其在寬幅噴涂時的均勻性及粘結力表現弱于傳統的濕法工藝。

第二，涂層均勻性與質量控制問題。干法涂布技術在涂層均勻性和質量控制方面存在技術挑戰。如果干法電極涂層不均勻，可能會在電極中形成所謂的“熱點（hot spots）”，導致電池電性能衰減、潛在短路甚至災難性的電池事故。

第三，粘結劑與材料問題。干法涂布技術中，粘結劑的性能和分布對電極的質量至關重要。例如，必須實現混合物中PTFE原纖維的均勻分布，同時避免損壞活性材料顆粒。此外，PTFE在低電位下不穩定，會與鋰發生不可逆反應，這限制了其在負極中的應用。

未來，隨著材料科學的進步、工藝流程的優化以及智能化設備的普及，這些問題有望逐步得到解決。

參考文獻

[1]工信部發布2025年標準工作要點：全固態電池標準體系建設加速

https://libattery.ofweek.com/2025-04/ART-36000-8480-30660913.html

[2]孫浩團隊Advanced Materials：相變調控策略解鎖可持續、高性能干法電極

https://fsctm.sjtu.edu.cn/info/1044/4164.htm

[3]從膜到電極：干法制備工藝的深度剖析與未來展望

https://finance.sina.com.cn/roll/2025-03-14/doc-inepqxcq3971525.shtml

策劃制作

作者丨陳來 北京理工大學材料學院特別研究員 博士生導師

閆康 北京理工大學重慶創新中心副研究員 中國化學會、中國化工學會會員

審核丨路瑞剛 中國汽車工程學會科普文化與傳播部部長

責編丨楊雅萍 王夢如

審校丨徐來 張林林