干法电极工艺
锂离子电池以其高能量密度、高功率、长循环寿命等优势在新能源动力和储能设备中占据着主导地位。随着商用的锂离子电池的发展，行业对其制造成本和性能上的要求日益严苛，锂离子电池的成本和性能在很大程度上取决于电极的制造工艺。创新、可靠、低成本的电极制造技术对于促进锂电池的大面积应用至关重要。当前先进的商业锂电池主要采用制浆涂布的方式进行电极制造，为制浆涂布工艺电极制造流程示意图；其中制浆是将阳极极或阴极活性粉体、导电剂、黏结剂及助剂均匀分散于溶剂中形成稳定悬浮液的过程，一般来说，去离子水用于阳极，而有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)用于阴极浆料制备。涂布是将制备好的浆液通过槽模涂布机浇铸在基材，然后在数十米长的烘箱中干燥。干燥是在高温下进行的，以便在短时间内蒸发溶剂。干燥温度受物料、溶剂(水或NMP)、涂布速度等因素的影响，干燥温度通常超过100℃，过程中伴随着大量的能量消耗；同时阴极制造中，由于NMP潜在的环境危害，需要昂贵而复杂的NMP回收系统，更进一步增加了制造成本。
面对高能量密度的需求，厚电极的制造也是关键的发展方向，而制浆涂布工艺严重限制了厚电极的制造。商用电极的厚度通常小于100 μm，利用制浆涂布工艺制造厚电极烘干过程易造成黏结剂分布不均的问题，当粘合剂上浮至电极顶部时，直接导致电极内粘合剂含量低，电极颗粒之间的凝聚力变差，同时电极与集流器界面的附着力也会受到影响；低的凝聚力和附着力会进一步降低电极的机械完整性，导致产量降低，产能衰退。与制浆涂布工艺相比，在没有溶剂情况下的干法电极制造可以潜在地避免厚电极制造的所有限制。干法电极工艺中粘合、活性物质和导电添加剂一起干燥均质，可以规避粘合剂分布不均匀的情况下制造厚电极。采用厚度增加的电极可以显著提高能量密度，同时干法电极工艺作为降低制造成本和提高电极质量的最有前途的解决方案之一，越来越受到人们的关注。综合来看，干法工艺有以下优势：
- 成本降低，不需要使用溶剂及其相关的蒸发、回收和干燥设备，干法电极工艺可以显著降低生产成本。例如，生产100万个锂离子电池可以节省约56%的成本。
- 避免电极分层，干法电极工艺可以在不使用溶剂的情况下实现电极材料各组分的均匀分布，避免因溶剂蒸发引起的电极分层。
- 可有效增大电极活性物质载量，干法电极工艺适用于制备厚电极，能够更好地控制电极厚度和均匀性，适用于超高载量电极的制备。
- 环境友好，无溶剂干法电极技术可有效减少对环境的污染。
干法电极工艺是绿色能源的新希望，在成本和电池性能上都有优势，在固态电池和预锂化等其他工艺中的潜在应用前景。当前在工艺制造及产业化方面仍然面临着巨大的挑战，干法电极黏结剂的粘结机理、类别差异、电芯层级的长循环性能、工艺过程稳定性评估等是行业研究人员关注的重点，在干法电极工艺成膜阶段，元能引入了PRCD、BER、EIC等系列设备，进行粉体和极片层级性能评估，助力工艺配比优化剂工艺方案改性。除此之外，对于成膜工艺的后工序段，电化学性能分析、电芯产气、膨胀性能测试等元能科技也有相关的评估设备进行相应指标的评估表征，可为科学研究和工业应用提供了新的支持与思路。
超声波喷涂系统用于聚酰亚胺涂层，以在需要化学惰性保护涂层的应用中形成绝缘层。聚酰亚胺涂层可以代替胶带用于困难的几何形状和较小的区域（通道、孔），封装材料并保护锂和其他危险材料免受不必要的反应或泄漏。对于使用放射性或高反应性元素的电池，聚酰亚胺被用作具有良好结构完整性的柔性封装材料。
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