【導讀】
在全球動力電池產業以年均35%速度高速增長的背景下，電池制造工藝的創新成為企業搶占市場的核心競爭力。傳統濕法電極工藝因依賴有機溶劑（如NMP），面臨著高能耗、安全隱患及環保壓力等諸多問題，而干法電極技術憑借“無溶劑、低能耗、兼容高活性材料”的優勢，被視為動力電池產業的“綠色捷徑”。然而，干法電極技術的產業化率仍不足5%，其核心痛點在于分散性差、高溫纖維化成本高、硅基負極耗鋰三大問題，嚴重阻礙了其規模化應用。
清研電子推出的TYB-005干法專用粘結劑，通過系統性創新直擊這些痛點，為干法電極技術的規模化應用提供了關鍵解決方案。這款粘結劑不僅解決了干法工藝的核心難題，更在環保、成本及性能上實現了全鏈條價值提升，成為推動動力電池產業向“綠色、高效、高比能”轉型的重要支撐。
、干法電極：動力電池產業的“綠色捷徑”與“卡脖子”難題
動力電池的性能（如容量、循環壽命、安全性）與電極工藝密切相關。傳統濕法電極工藝的流程為：將活性材料（如石墨、硅）、粘結劑（如PVDF）與有機溶劑（如NMP）混合成 slurry（漿料），涂覆在集流體上，再通過高溫烘干去除溶劑。這種工藝的弊端顯而易見：
高能耗：溶劑回收（如蒸餾NMP）的能耗占濕法工藝總能耗的20%以上，每生產1噸電極需消耗約100kW·h的電能用于溶劑回收；
安全隱患：NMP等有機溶劑易燃、有毒，泄漏可能導致火災或人員中毒，需投入大量成本建設防爆設施；
環保壓力：溶劑揮發會產生揮發性有機化合物（VOC），不符合歐盟REACH法規及中國“雙碳”目標（碳達峰、碳中和）。
相比之下，干法電極工藝無需使用溶劑，直接將活性材料、粘結劑與導電劑混合，通過纖維化工藝形成極片。這種工藝的優勢包括：
低能耗：省去溶劑回收環節，能耗較濕法工藝降低約30%；
高安全性：避免了有機溶劑的使用，消除了火災及中毒風險；
兼容高活性材料：干法工藝對活性材料（如硅基負極、高鎳正極）的適應性更強，可支持高比能電池的開發（如硅基負極的比容量是石墨的3倍以上）。
然而，干法電極技術的規?；瘧萌悦媾R三大“卡脖子”難題：
分散性差：無溶劑環境下，活性材料與粘結劑易團聚，導致極片電阻率不均，影響電池容量發揮；
高溫纖維化成本高：傳統干法工藝需在150℃以上高溫下將粘結劑纖維化，增加了能耗（高溫加熱占干法總能耗的40%），且易導致粘結劑降解；
硅基負極耗鋰：硅基負極在充電時體積膨脹（約300%），會與電解液反應消耗鋰 ions，導致首次不可逆容量高（約20%），循環壽命縮短。
二、TYB-005：三大創新破解干法電極核心痛點
清研電子的TYB-005干法專用粘結劑，通過材料改性、工藝優化及功能化集成三大創新，系統性解決了干法電極的核心難題。
1. 改性粘結劑：提升分散性，解決團聚與電阻率問題
分散性差是干法工藝的“老大難”問題，其根源在于無溶劑環境下，活性材料與粘結劑的相容性不足。TYB-005粘結劑采用接枝共聚+交聯技術，在粘結劑分子鏈上引入極性基團（如羥基、羧基），這些基團能與活性材料（如硅、石墨）的表面官能團形成氫鍵，顯著提升相容性。同時，改性后的粘結劑具有更好的流動性（熔體流動速率從10g/10min提升至20g/10gmin），更容易與活性材料混合均勻，避免了團聚現象（團聚體尺寸從10μm降至2μm以下）。
通過這種改性，TYB-005粘結劑使極片的電阻率降低了60%（從50mΩ·cm降至20mΩ·cm），解決了干法極片“電阻率不均”的問題，確保了電池容量的穩定發揮（容量發揮率從85%提升至95%）。
2. 三段式Dry Mixing系統：高效纖維化，降低能耗與提升強度
高溫纖維化是干法工藝的“能耗大戶”，傳統工藝需在150℃以上高溫下將粘結劑拉伸成纖維，不僅能耗高，還可能導致粘結劑降解。清研電子獨創的**“低速分散-中速剪切-高速纖維化”三段式Dry Mixing系統**，通過分步處理實現了高效纖維化：
低速分散（100-200rpm） ：將活性材料、粘結劑與導電劑初步混合，避免團聚；
中速剪切（500-1000rpm） ：通過剪切力打破團聚體，形成均勻混合物；
高速纖維化（2000-3000rpm） ：在常溫下將粘結劑拉伸成纖維（纖維直徑1-5μm），形成相互交織的網絡結構。
這種系統不僅將纖維化能耗降低了20%（從100kW·h/噸降至80kW·h/噸），還提高了極片的剝離強度（從0.5N/cm提升至1.5N/cm），滿足了高速連續生產的需求（生產速度從5m/min提升至10m/min）。
3. 功能化集成：解決硅基負極耗鋰，支持高比能電池
硅基負極因比容量高（約3500mAh/g，是石墨的10倍），被視為高比能電池的核心材料，但其一階不可逆容量高（約20%）的問題嚴重影響了電池循環壽命。TYB-005粘結劑通過材料改性+鋰補劑集成，解決了這一問題：
彈性改性：在粘結劑分子鏈中引入彈性基團（如丁二烯），使粘結劑的斷裂伸長率從300%提升至500%，能適應硅基負極300%的體積膨脹，減少極片開裂（開裂率從15%降至5%）；
鋰補劑集成：在粘結劑中加入金屬鋰粉（粒徑1-5μm），這些鋰補劑在電池首次充電時先于硅基負極反應，釋放鋰 ions，補充硅基負極的耗鋰（首次不可逆容量從20%降至10%以下）。
這種功能化集成不僅提高了硅基負極的循環壽命（循環500次后容量保持率從70%提升至85%），更支持了高比能電池的開發（如將電池比能從250Wh/kg提升至300Wh/kg）。
二、從環保到成本：TYB-005的“全鏈條價值”
TYB-005粘結劑的創新不僅解決了干法工藝的核心痛點，更在環保、成本及性能上實現了全鏈條價值提升，為企業帶來了實實在在的收益。
1. 環保價值：無溶劑工藝，助力“雙碳”目標
TYB-005粘結劑無需使用任何有機溶劑，徹底避免了NMP等溶劑的使用，減少了VOC排放（VOC排放降低約90%）。這種無溶劑工藝符合歐盟REACH法規及中國“雙碳”目標，幫助企業規避了環保處罰風險（如歐盟對VOC排放超標的企業罰款可達千萬歐元），同時提升了企業的品牌形象（如某電池廠使用TYB-005粘結劑后，其“綠色電池”產品銷量增長了20%）。
2. 成本價值：降低全生命周期成本
使用TYB-005粘結劑的干法工藝，省去了溶劑回收設備（如蒸餾塔）的投資（約500萬元/條生產線），同時降低了能耗（能耗降低約30%）。此外，干法工藝的生產環節更短（減少了涂覆、烘干等環節），提高了生產效率（生產速度從5m/min提升至10m/min）。綜合來看，干法工藝的總成本比濕法工藝降低約15%（如每GWh電池的成本從1.2億元降至1.02億元），為企業帶來了顯著的成本優勢。
3. 性能價值：提升電池綜合性能
TYB-005粘結劑的應用，使干法極片的性能得到了全面提升：
剝離強度：從0.5N/cm提升至1.5N/cm，減少了極片在卷繞過程中的掉料問題；
電阻率：從50mΩ·cm降至20mΩ·cm，提高了電池的倍率性能（如1C充電時間從1小時縮短至40分鐘）；
循環壽命：從500次提升至600次，延長了電池的使用壽命（如電動汽車電池的使用年限從8年提升至10年）。
三、國產化與產業鏈升級：TYB-005的“戰略意義”
TYB-005粘結劑的推出，不僅解決了干法電極技術的核心難題，更對動力電池產業鏈的升級具有重要戰略意義。
1. 降低進口依賴，推動粘結劑國產化
此前，國內干法粘結劑主要依賴進口（如日本JSR公司的粘結劑），進口價格高達50元/公斤，且供貨周期長（約3個月）。TYB-005粘結劑的國產化（價格約30元/公斤），降低了國內企業的進口依賴度（國產化率從30%提升至50%），同時縮短了供貨周期（約1個月），提高了企業的供應鏈穩定性。
2. 推動干法電極技術產業化
TYB-005粘結劑的應用，使干法電極技術的產業化率有望從不足5%提升至10%以上。例如，國內某電池廠使用TYB-005粘結劑建設了一條干法電極生產線，年產能1GWh，預計2026年投產，將為企業帶來約2億元的年收益。
3. 支撐高比能電池發展
TYB-005粘結劑對硅基負極的支持，為高比能電池的發展提供了關鍵材料基礎。隨著硅基負極的廣泛應用，電池比能將從250Wh/kg提升至300Wh/kg以上，滿足電動汽車對“長續航”的需求（如電動汽車續航里程從500公里提升至700公里）。
結語：干法電極技術的“關鍵拼圖”，未來可期
清研電子的TYB-005干法專用粘結劑，通過系統性創新解決了干法電極技術的三大核心痛點，為其規?；瘧锰峁┝岁P鍵解決方案。這款粘結劑不僅在環保、成本及性能上實現了全鏈條價值提升，更對動力電池產業鏈的升級具有重要戰略意義。
隨著干法電極技術的普及，TYB-005粘結劑有望成為動力電池產業的“關鍵拼圖”，推動產業向“綠色、高效、高比能”轉型。未來，清研電子將繼續圍繞干法電極技術進行創新，推出復合粘結劑（如TYB-005與PVDF混合）、預鋰化粘結劑（如加入更多鋰補劑）及隔膜涂覆粘結劑（如提升隔膜熱穩定性）等產品，為動力電池產業的發展提供更多支撐。
推薦閱讀：
嵌入式RF測試革命：多域信號分析技術如何破解復雜系統驗證難題
