從單機(jī)突破到產(chǎn)線構(gòu)建，曼恩斯特固態(tài)電池干法設(shè)備訂單起量
憑借高比能、高安全、高倍率、寬溫域、長壽命等優(yōu)勢，固態(tài)電池被視為是解決新能源終端(電動(dòng)汽車、電動(dòng)飛行器、智能機(jī)器人等)續(xù)航焦慮、熱失控風(fēng)險(xiǎn)等痛點(diǎn)的高階方案，其正引領(lǐng)全球能源存儲(chǔ)技術(shù)的革命性突破。
據(jù)中信證券預(yù)測，2030年全球固態(tài)電池出貨量將達(dá)642.6GWh，2024-2030年復(fù)合增長率達(dá)133%。
然而，從實(shí)驗(yàn)室到規(guī)?；慨a(chǎn)，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化仍面臨多重挑戰(zhàn)。其中，干法設(shè)備的突破，將直接影響固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，這如同為一場技術(shù)革命搭建基礎(chǔ)設(shè)施。
如果沒有制造設(shè)備的創(chuàng)新，再好的新材料和新技術(shù)也只能停留在規(guī)劃階段，這也成為電池企業(yè)“突圍”的重點(diǎn)之一。
當(dāng)前，包括寧德時(shí)代、國軒高科、億緯鋰能、孚能科技、欣旺達(dá)等電池企業(yè)，都在自研或聯(lián)合鋰電頭部設(shè)備企業(yè)，不斷加碼固態(tài)電池干法設(shè)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(yè)，曼恩斯特在固態(tài)電池生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，也展現(xiàn)出其在材料預(yù)處理、干法電極、連續(xù)生產(chǎn)、增效降本等方面深厚的技術(shù)實(shí)力和應(yīng)用前景。
01
聚焦干法電極工藝
產(chǎn)線全面適配固態(tài)電池制程
相較液態(tài)鋰離子電池的制造設(shè)備，固態(tài)鋰電池的試制和生產(chǎn)設(shè)備與其大相徑庭。
據(jù)測算，傳統(tǒng)濕法電極工藝，僅電極涂布、干燥環(huán)節(jié)的能耗，就占鋰電池生產(chǎn)總能耗中的30%以上，亟需創(chuàng)新工藝以降本增效;同時(shí)，隨著一眾電池巨頭對(duì)固態(tài)電池持續(xù)研發(fā)，無不將“干法電極技術(shù)”推至行業(yè)“聚光燈”下。
對(duì)于干法電極工藝的優(yōu)勢，曼恩斯特表示，其無需使用溶劑，不僅能夠降低生產(chǎn)成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)，還能更好地適應(yīng)高能量密度電池的生產(chǎn)需求。
實(shí)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(yīng)用、工藝流程和設(shè)備設(shè)計(jì)方面，均已實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)。
據(jù)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(tài)電池前段產(chǎn)線，不僅自研關(guān)鍵設(shè)備，還構(gòu)建起一整套以干法工藝為主的前段產(chǎn)線。
固態(tài)電池前段設(shè)備整體布局示意圖
據(jù)介紹，曼恩斯特固態(tài)電池前段產(chǎn)線可以實(shí)現(xiàn)能耗減少50%以上、廠房面積減少20%以上、設(shè)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(chǎn)線對(duì)固態(tài)電池制造環(huán)節(jié)的優(yōu)化，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)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(dǎo)電性和穩(wěn)定性，為電池的高性能表現(xiàn)提供支持。
二是，當(dāng)前干法電極的難點(diǎn)，主要在于如何實(shí)現(xiàn)其均勻性和一致性，曼恩斯特研發(fā)的干法電極工藝直擊行業(yè)痛點(diǎn)。在原料纖維化處理環(huán)節(jié)，曼恩斯特運(yùn)用了干法陶瓷雙螺桿(原料)纖維化技術(shù)。由于陶瓷材質(zhì)的雙螺桿具有優(yōu)異的耐磨性，它不僅可以保證原料纖維處理過程中的穩(wěn)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(zhì)，曼恩斯特引入干法預(yù)成膜機(jī)構(gòu)與14輥雙面同時(shí)成膜工藝。據(jù)介紹，該機(jī)構(gòu)能夠?qū)υ铣赡み^程進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，從而減少軋輥時(shí)對(duì)材料的磨損;采用14輥雙面同時(shí)成膜工藝，相較于單面成膜和較少輥數(shù)的工藝，其能夠?qū)崿F(xiàn)雙面同時(shí)均勻成膜，且成膜質(zhì)量更高，從而提升電極一致性。
14輥壓膜復(fù)合一體機(jī)
四是，在極片上薄涂固態(tài)電解質(zhì)層時(shí)，其采用濕法狹縫涂布技術(shù)與砂磨機(jī)處理工藝。據(jù)介紹，固態(tài)電解質(zhì)在涂布前需經(jīng)過砂磨機(jī)處理，使電解質(zhì)粉體更細(xì)膩，以確保涂布均勻性和穩(wěn)定性，進(jìn)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(tài)電池設(shè)備的集成化是明確的發(fā)展方向。通過將加料、混料、纖維化、制膜、輥壓、分切和收卷等環(huán)節(jié)整合在一組設(shè)備中，不僅可以減少物料在各工序間的流轉(zhuǎn)時(shí)間，還可以有效提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性。
02
精進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備+連續(xù)生產(chǎn)
干法產(chǎn)線競爭優(yōu)勢凸顯
目前，固態(tài)電池正在經(jīng)歷從實(shí)驗(yàn)室走向量產(chǎn)的關(guān)鍵階段，電池企業(yè)亟需使用更先進(jìn)的產(chǎn)線，以加快其固態(tài)電池研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，高品質(zhì)、高性能、高效率是企業(yè)對(duì)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(tài)電池關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)難點(diǎn)，并集成混料、纖維化、壓膜復(fù)合等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池前段連續(xù)生產(chǎn)。
據(jù)介紹，曼恩斯特在固態(tài)電池關(guān)鍵設(shè)備上進(jìn)行了創(chuàng)新和優(yōu)化，其研發(fā)的陶瓷雙螺桿(原料)纖維化、預(yù)成膜、14輥雙面成膜、狹縫涂布等工藝設(shè)備，使通過其設(shè)備所制備的材料，在品質(zhì)、性能和生產(chǎn)效率等方面都處于行業(yè)前列。
為了提高材料品質(zhì)，曼恩斯特的連續(xù)生產(chǎn)模式，可以避免中間環(huán)節(jié)的污染和質(zhì)量波動(dòng);關(guān)鍵工藝嚴(yán)格把控，為電池的高品質(zhì)提供了有力保障。
在提高產(chǎn)品性能方面，一是避免金屬異物引入，同時(shí)結(jié)合干法工藝先天優(yōu)勢，可以有效降低電芯內(nèi)部短路等安全隱患。二是，高質(zhì)量的成膜工藝和固態(tài)電解質(zhì)的薄涂，助力固態(tài)電池制造，從而使電芯具有更高的能量密度和更好的循環(huán)性能，進(jìn)而能夠滿足應(yīng)用終端，對(duì)長續(xù)航、快速充/放電等需求。
在提高生產(chǎn)效率方面，其產(chǎn)線連續(xù)生產(chǎn)模式，減少了傳統(tǒng)工藝中的時(shí)間損耗和人力成本，使生產(chǎn)效率顯著提高，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。同時(shí)，該模式還強(qiáng)化了曼恩斯特設(shè)備在規(guī)?；a(chǎn)中的成本優(yōu)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(tài)技術(shù)向固態(tài)技術(shù)迭代的機(jī)遇，有望搶占市場先機(jī)，而且進(jìn)一步鞏固了其自身的技術(shù)“護(hù)城河”。
再者，深耕新能源行業(yè)十余年，憑借自研核心技術(shù)、訂單快速響應(yīng)、高品質(zhì)設(shè)備交付經(jīng)驗(yàn)、規(guī)模化應(yīng)用案例、定制化服務(wù)等優(yōu)勢，曼恩斯特相關(guān)設(shè)備在國內(nèi)新能源領(lǐng)域，已獲得廣泛的認(rèn)可。其鋰電合作客戶包括比亞迪、寧德時(shí)代、國軒高科、億緯鋰能等頭部電池企業(yè)，并且，曼恩斯特還為多家電池整線廠商提供部分設(shè)備產(chǎn)品，其涂布模頭等核心部件市場份額連續(xù)多年排名國內(nèi)第一。
據(jù)了解，曼恩斯特目前已為國內(nèi)外多家企業(yè)提供了干法工藝的測試驗(yàn)證試驗(yàn)，而且其混合、雙螺桿纖維化、多輥成膜等多款干法核心新設(shè)備均已斬獲訂單。這也意味著，其在固態(tài)電池領(lǐng)域的布局，已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，干法設(shè)備產(chǎn)線未來有望成為其業(yè)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(huì)展中心11T010展位，舉辦固態(tài)電池極片制造解決方案發(fā)布會(huì)，介紹其最新研發(fā)成果，精彩不容錯(cuò)過!
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