一、锂电涂布技术发展趋势

锂电涂布技术作为电池制造的核心环节，其创新方向聚焦于高精度、高效率与低成本的协同优化，同时新型工艺与智能化技术的应用正加速行业范式转变。

2024年，全球领先设备商通过闭环控制与精密流体力学优化，将涂布精度提升至±1.0μm，较2023年提升25%。例如，日本东丽工程（Toray Engineering）推出的新一代狭缝式涂布机，采用纳米级喷嘴设计与实时厚度反馈系统，涂布速度达140m/min，极片厚度波动控制在±1.2%，助力三星SDI将2170圆柱电池的容量一致性提升至99.5%。而且，此类技术升级推动行业平均良率从94%提升至97%，单GWh设备投资成本下降12%。

另外，锂离子电池行业规范条件（2024年本）规定企业应采用技术先进、节能环保、安全稳定、智能化程度高的生产工艺和设备，其中的第二章第二小节规定：

1) 单体电池企业应具有电极涂覆后均匀性的监测能力，电极涂覆厚度和长度的控制精度分别达到或优于2μm和 1mm；应具有生产过程中含水量的控制能力和适用条件下的电极烘干工艺技术，含水量控制精度达到或优于10ppm。

2) 单体电池企业应具有剪切过程中电极毛刺控制能力，控制精度达到或优于1μm；具有卷绕或叠片过程中电极对齐度控制能力，控制精度达到或优于0.1mm。

3) 单体电池企业应具有注液过程中温湿度和洁净度等环境条件控制能力，露点温度≤-30℃；应具有电池装配后的内部短路高压测试（HI-POT）在线检测能力。

4) 电池组企业应具有单体电池开路电压、内阻等一致性控制能力，控制精度分别达到或优于1mV和1mΩ；应具有电池组保护装置功能在线检测能力和静电防护能力，电池管理 3 系统应具有防止过充、过放、短路等安全保护功能。

5) 正负极材料企业应具有有害杂质的控制能力，控制精度达到或优于10ppb。

新型涂布工艺：干法涂布与多层涂布

a、干法涂布工艺

干法涂布工艺是一种在制造过程中不使用溶剂或者使用极少量溶剂的涂布技术。与传统的湿法涂布工艺不同，干法涂布直接将固体粉末状或颗粒状的涂布材料通过特定的设备均匀地分散并涂布在基材上。因此干法涂布工艺因零溶剂排放与能耗优势，成为2024年低碳转型的关键路径。

例如，韩国CIS公司开发的干法电极产线已实现量产，相较传统湿法工艺，能耗降低50%，生产成本下降0.10元/Wh，并适配固态电池预锂化需求。2024年全球干法涂布渗透率提升至25%，预计2025年将突破40%。

另外，干法涂布技术作为一种无溶剂、低能耗的电极制备方法，为固态电池制造提供了新的解决方案。 近年来，固态电池干法涂布工艺技术取得了显著进展。

在材料选择方面，研究人员开发了适用于干法涂布的新型粘结剂和导电剂，如热塑性聚合物和碳纳米管等，这些材料不仅具有良好的粘结性和导电性，还能在干法工艺条件下实现均匀分散。

在工艺优化方面，通过改进混合设备和优化工艺参数，如混合时间、转速和温度等，有效提高了电极材料的均匀性和一致性。

设备创新是推动干法涂布技术发展的关键因素。新型干法涂布设备采用先进的粉末分散和压延技术，能够实现更精确的厚度控制和更高的生产效率。例如，一些设备制造商开发了连续式干法涂布生产线，将混合、成膜和压延等工序集成在一起，大大提高了生产效率和产品质量。这些技术革新为干法涂布在固态电池制造中的规模化应用奠定了坚实基础。

b、复合多层涂布工艺

复合多层涂布工艺是一种将不同功能的涂层涂覆在同一基材上，形成多层结构的方法。这些涂层可以由不同的材料组成，每层材料都有其特定的功能，如阻隔性、抗刮性、防眩光等。通过这种方式，可以将各层材料的优点结合起来，生产出具有多种功能的产品。

多层同时涂布不单只是为了提升效率及增加产能，更期望能降低制造成本，增加产品机能性，提高产品的附加价值。对于某一种涂布性质较差的涂料而言，可利用多层涂布的方式，在涂料及基材之间涂上一携带层，改善原本不佳的成膜性或附着性，甚至可提高生产速度及降低涂膜厚度。

其中，多层结构的涂布产品几乎都使用预计量式(pre-metered)的涂布方法，此类型的涂膜厚度仅由输液系统所设定，不会因为涂液的流变性质或涂布速度改变而有所不同，是高阶精密涂布产品量产的主要方法。

预调式涂布的原理系将涂料自稳定供料帮浦(Pump)输送至精密设计的模具，形成一宽广的薄膜，再涂布于基材上，得到无缺陷(defect-free)且厚度均匀的涂膜，多层涂布组合成功与否的关键点，在于如何调整涂液之性质，使之接触时不易发生相混的现象。

因此，复合多层涂布技术通过材料体系优化提升综合性能。例如，逸飞激光研发的“梯度涂布”技术，在正极活性层中嵌入导电剂梯度分布结构，使电芯能量密度提升至215Wh/kg（较传统工艺提高10%），同时循环寿命突破3,000次（容量保持率≥80%）（逸飞激光2024年专利技术披露）。

AI与物联网（IoT）的深度集成正在重塑涂布工艺链。美国应用材料公司（Applied Materials）推出的AI涂布质量预测系统，通过实时分析10,000+传感器数据，将涂布缺陷率从3%降至0.5%，设备综合效率（OEE）提升15%。此外，数字孪生技术在欧洲电池企业Northvolt的应用中，实现涂布工艺虚拟调试周期缩短40%，新产线投产时间压缩至6个月。

比如SK On智能涂布工厂：采用全流程数字化控制系统，涂布速度提升至150m/min，单位产能能耗降低30%，2024年单线年产能突破8GWh。又或者是德国布鲁克纳（Brückner）：开发超宽幅（1.5米）涂布设备，适配储能电池大规模制造需求，面密度均匀性达±1.5%，量产成本降低18%。

文章来源：曼恩特斯

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