干式涂布工艺为何让马斯克吃了大亏?

【新能源技术解析】干式涂布工艺在提出之初,就被马斯克大肆推崇,并计划应用在4680电池上,原因是干式涂布工艺颠覆了传统的湿式电极制造工艺。在湿式工艺中,电极材料需要与有毒的溶剂(如NMP)混合,并通过复杂的涂覆过程在电极集流体上形成涂层,随后还需要进行长时间的干燥处理,并回收处理有毒溶剂。

而干式涂布工艺则通过高剪切和/或高压加工步骤来破碎和混合材料,直接在电极箔上形成涂层,无需使用溶剂,大大简化了生产流程。此外,干式电极的粘结剂以纤维状态存在,不会阻碍电子和离子传导,有助于提升电池的能量密度和功率。

更重要的是,干式涂布工艺大幅缩减了电池制造成本和生产效率,这两点完全戳中了马斯克的喜好。然而,5年来,它的量产缺遭遇了巨大的挑战,甚至险些把特斯拉拖下水。

尽管干式涂布工艺具有诸多优势,但在投入大规模生产的过程中,遇到了诸多问题:

  1. 良品率问题:由于干式电极工艺中的粘结剂颗粒较大,难以均匀分散,导致良品率较低,影响了大规模量产的进度。特斯拉通过收购麦克斯韦公司(Maxwell)并获取相关专利,致力于解决这一问题。
  2. 工艺复杂性:干式涂布工艺需要高精度的加工设备和严格的生产控制,以确保电极的质量和一致性。

这两个问题要想完全解决,仍需时日。

当然,随着特斯拉对干式涂布工艺的不断研发和优化,4680电池的量产步伐正在不断加快。特斯拉已经成功将采用阴极干涂层工艺生产的“半成品”4680电池已经装备于Cybertruck上。这一技术的应用标志着特斯拉在降低电池成本方面迈出了重要一步。至于我们何时才能看到完全采用干涂层工艺并大规模量产的动力电池,也许还要等上一段时间。

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