埃隆·马斯克近期在社交平台谈到,干电极工艺的规模化落地,是锂电池制造难度极高的关键节点突破。
特斯拉在其2025年第四季度财报披露,这一工艺已在奥斯汀工厂的4680电池正负极实现量产。
这意味着一个多年来被认为无法实现大规模生产的技术,从实验室样品阶段进入了稳定的实际产线。
传统锂电池生产沿用自1991年以来的溶剂浆料涂布方式——将活性材料与导电剂及粘结剂混合在有机溶剂中成浆,再进行涂覆和烘干。
这种“湿法涂布”有三大问题:烘干环节能耗占生产能耗的三至五成;有机溶剂需要高成本回收并存在环境与健康风险;高剪切搅拌及高温烘干会损伤材料的微观结构,同时大量粘结剂降低了活性物质比例。
干电极思路是直接混合干粉,并在机械压力下成膜,不使用液态溶剂,从而免去烘干设备与溶剂回收,大幅减少厂房和能耗,并避免材料结构受损。
但要让粉末在无液环境下形成均匀且强韧的导电膜,并牢固附着在金属箔上,过去全球多家电池厂尝试均未在成本与良率上达标。
2019年,特斯拉收购掌握初步干电极技术的Maxwell Technologies,并在后续五年重构了材料、工艺、装备全链条。
在材料混合环节,特斯拉弃用高速搅拌,改用温和的低速桨叶或声学混合方式,降低对高镍正极或硅碳负极结构和表面包覆层的破坏。
其专利体系要求仅使用聚四氟乙烯作为粘结剂,该材料在特定机械应力下会原纤化形成纳米级纤维网,将活性颗粒牢固包裹。
粘结剂比例控制在1.25%以下,活性材料占比接近99%。同时规定颗粒直径需大于10微米,导电碳含量低于8%。
混合后的干粉,仅需不超过三次压延,即可形成自支撑膜,并可连续化生产。
2026年初公布的延续专利进一步锁定制造步骤及物理参数,限制替代材料和工序顺序,使竞争对手难以在不侵犯专利的前提下复制同等效率和成本结构的工艺。
这项技术的量产效应体现在多个方面:新产线可节省数亿美元投资,占地面积减少逾半,能耗降低20%-50%;4680电池能量密度上升5%-10%,快充能力提升,循环寿命在2000次后容量保持率仍达90%。
这些性能使其可服务于现有和规划中的车型、储能产品,并配合自有锂资源开发,向纵向一体化制造加速前进。
相较于中国电池企业在结构与系统层面的持续优化,特斯拉在底层工艺的重构形成了差异化竞争优势。
国内部分企业已着手开发适配干法工艺的材料及设备,但正负极全干法量产尚未落地。既有产线改造成本与工艺精度门槛,是主要制约。
大规模市场与完善的供应链,或使中国企业在后续装备、粘结剂机理控制等环节取得进展。
这一突破体现了从物理本质出发重思制造流程的策略,类似历史上流水线或光刻技术的范式创新,可能在能源转型中改变电池制造的成本、性能与可持续性边界。
信息基于公开数据整理,仅供参考不构成任何投资建议。
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