【導(dǎo)讀】
在全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)以年均35%速度高速增長(zhǎng)的背景下，電池制造工藝的創(chuàng)新成為企業(yè)搶占市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)濕法電極工藝因依賴有機(jī)溶劑（如NMP），面臨著高能耗、安全隱患及環(huán)保壓力等諸多問題，而干法電極技術(shù)憑借“無溶劑、低能耗、兼容高活性材料”的優(yōu)勢(shì)，被視為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的“綠色捷徑”。然而，干法電極技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化率仍不足5%，其核心痛點(diǎn)在于分散性差、高溫纖維化成本高、硅基負(fù)極耗鋰三大問題，嚴(yán)重阻礙了其規(guī)模化應(yīng)用。
清研電子推出的TYB-005干法專用粘結(jié)劑，通過系統(tǒng)性創(chuàng)新直擊這些痛點(diǎn)，為干法電極技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用提供了關(guān)鍵解決方案。這款粘結(jié)劑不僅解決了干法工藝的核心難題，更在環(huán)保、成本及性能上實(shí)現(xiàn)了全鏈條價(jià)值提升，成為推動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)向“綠色、高效、高比能”轉(zhuǎn)型的重要支撐。
、干法電極：動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的“綠色捷徑”與“卡脖子”難題
動(dòng)力電池的性能（如容量、循環(huán)壽命、安全性）與電極工藝密切相關(guān)。傳統(tǒng)濕法電極工藝的流程為：將活性材料（如石墨、硅）、粘結(jié)劑（如PVDF）與有機(jī)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(chǎn)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(jī)溶劑易燃、有毒，泄漏可能導(dǎo)致火災(zāi)或人員中毒，需投入大量成本建設(shè)防爆設(shè)施；
環(huán)保壓力：溶劑揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），不符合歐盟REACH法規(guī)及中國(guó)“雙碳”目標(biāo)（碳達(dá)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(jié)劑與導(dǎo)電劑混合，通過纖維化工藝形成極片。這種工藝的優(yōu)勢(shì)包括：
低能耗：省去溶劑回收環(huán)節(jié)，能耗較濕法工藝降低約30%；
高安全性：避免了有機(jī)溶劑的使用，消除了火災(zāi)及中毒風(fēng)險(xiǎn)；
兼容高活性材料：干法工藝對(duì)活性材料（如硅基負(fù)極、高鎳正極）的適應(yīng)性更強(qiáng)，可支持高比能電池的開發(fā)（如硅基負(fù)極的比容量是石墨的3倍以上）。
然而，干法電極技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用仍面臨三大“卡脖子”難題：
分散性差：無溶劑環(huán)境下，活性材料與粘結(jié)劑易團(tuán)聚，導(dǎo)致極片電阻率不均，影響電池容量發(fā)揮；
高溫纖維化成本高：傳統(tǒng)干法工藝需在150℃以上高溫下將粘結(jié)劑纖維化，增加了能耗（高溫加熱占干法總能耗的40%），且易導(dǎo)致粘結(jié)劑降解；
硅基負(fù)極耗鋰：硅基負(fù)極在充電時(shí)體積膨脹（約300%），會(huì)與電解液反應(yīng)消耗鋰 ions，導(dǎo)致首次不可逆容量高（約20%），循環(huán)壽命縮短。
二、TYB-005：三大創(chuàng)新破解干法電極核心痛點(diǎn)
清研電子的TYB-005干法專用粘結(jié)劑，通過材料改性、工藝優(yōu)化及功能化集成三大創(chuàng)新，系統(tǒng)性解決了干法電極的核心難題。
1. 改性粘結(jié)劑：提升分散性，解決團(tuán)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(huán)境下，活性材料與粘結(jié)劑的相容性不足。TYB-005粘結(jié)劑采用接枝共聚+交聯(lián)技術(shù)，在粘結(jié)劑分子鏈上引入極性基團(tuán)（如羥基、羧基），這些基團(tuán)能與活性材料（如硅、石墨）的表面官能團(tuán)形成氫鍵，顯著提升相容性。同時(shí)，改性后的粘結(jié)劑具有更好的流動(dòng)性（熔體流動(dòng)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(tuán)聚現(xiàn)象（團(tuán)聚體尺寸從10μm降至2μm以下）。
通過這種改性，TYB-005粘結(jié)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(wěn)定發(fā)揮（容量發(fā)揮率從85%提升至95%）。
2. 三段式Dry Mixing系統(tǒng)：高效纖維化，降低能耗與提升強(qiáng)度
高溫纖維化是干法工藝的“能耗大戶”，傳統(tǒng)工藝需在150℃以上高溫下將粘結(jié)劑拉伸成纖維，不僅能耗高，還可能導(dǎo)致粘結(jié)劑降解。清研電子獨(dú)創(chuàng)的**“低速分散-中速剪切-高速纖維化”三段式Dry Mixing系統(tǒng)**，通過分步處理實(shí)現(xiàn)了高效纖維化：
低速分散（100-200rpm） ：將活性材料、粘結(jié)劑與導(dǎo)電劑初步混合，避免團(tuán)聚；
中速剪切（500-1000rpm） ：通過剪切力打破團(tuán)聚體，形成均勻混合物；
高速纖維化（2000-3000rpm） ：在常溫下將粘結(jié)劑拉伸成纖維（纖維直徑1-5μm），形成相互交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
這種系統(tǒng)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(qiáng)度（從0.5N/cm提升至1.5N/cm），滿足了高速連續(xù)生產(chǎn)的需求（生產(chǎn)速度從5m/min提升至10m/min）。
3. 功能化集成：解決硅基負(fù)極耗鋰，支持高比能電池
硅基負(fù)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(yán)重影響了電池循環(huán)壽命。TYB-005粘結(jié)劑通過材料改性+鋰補(bǔ)劑集成，解決了這一問題：
彈性改性：在粘結(jié)劑分子鏈中引入彈性基團(tuán)（如丁二烯），使粘結(jié)劑的斷裂伸長(zhǎng)率從300%提升至500%，能適應(yīng)硅基負(fù)極300%的體積膨脹，減少極片開裂（開裂率從15%降至5%）；
鋰補(bǔ)劑集成：在粘結(jié)劑中加入金屬鋰粉（粒徑1-5μm），這些鋰補(bǔ)劑在電池首次充電時(shí)先于硅基負(fù)極反應(yīng)，釋放鋰 ions，補(bǔ)充硅基負(fù)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(fù)極的循環(huán)壽命（循環(huán)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(fā)（如將電池比能從250Wh/kg提升至300Wh/kg）。
二、從環(huán)保到成本：TYB-005的“全鏈條價(jià)值”
TYB-005粘結(jié)劑的創(chuàng)新不僅解決了干法工藝的核心痛點(diǎn)，更在環(huán)保、成本及性能上實(shí)現(xiàn)了全鏈條價(jià)值提升，為企業(yè)帶來了實(shí)實(shí)在在的收益。
1. 環(huán)保價(jià)值：無溶劑工藝，助力“雙碳”目標(biāo)
TYB-005粘結(jié)劑無需使用任何有機(jī)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(guī)及中國(guó)“雙碳”目標(biāo)，幫助企業(yè)規(guī)避了環(huán)保處罰風(fēng)險(xiǎn)（如歐盟對(duì)VOC排放超標(biāo)的企業(yè)罰款可達(dá)千萬歐元），同時(shí)提升了企業(yè)的品牌形象（如某電池廠使用TYB-005粘結(jié)劑后，其“綠色電池”產(chǎn)品銷量增長(zhǎng)了20%）。
2. 成本價(jià)值：降低全生命周期成本
使用TYB-005粘結(jié)劑的干法工藝，省去了溶劑回收設(shè)備（如蒸餾塔）的投資（約500萬元/條生產(chǎn)線），同時(shí)降低了能耗（能耗降低約30%）。此外，干法工藝的生產(chǎn)環(huán)節(jié)更短（減少了涂覆、烘干等環(huán)節(jié)），提高了生產(chǎn)效率（生產(chǎn)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(yè)帶來了顯著的成本優(yōu)勢(shì)。
3. 性能價(jià)值：提升電池綜合性能
TYB-005粘結(jié)劑的應(yīng)用，使干法極片的性能得到了全面提升：
剝離強(qiáng)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(shí)間從1小時(shí)縮短至40分鐘）；
循環(huán)壽命：從500次提升至600次，延長(zhǎng)了電池的使用壽命（如電動(dòng)汽車電池的使用年限從8年提升至10年）。
三、國(guó)產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)：TYB-005的“戰(zhàn)略意義”
TYB-005粘結(jié)劑的推出，不僅解決了干法電極技術(shù)的核心難題，更對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)具有重要戰(zhàn)略意義。
1. 降低進(jìn)口依賴，推動(dòng)粘結(jié)劑國(guó)產(chǎn)化
此前，國(guó)內(nèi)干法粘結(jié)劑主要依賴進(jìn)口（如日本JSR公司的粘結(jié)劑），進(jìn)口價(jià)格高達(dá)50元/公斤，且供貨周期長(zhǎng)（約3個(gè)月）。TYB-005粘結(jié)劑的國(guó)產(chǎn)化（價(jià)格約30元/公斤），降低了國(guó)內(nèi)企業(yè)的進(jìn)口依賴度（國(guó)產(chǎn)化率從30%提升至50%），同時(shí)縮短了供貨周期（約1個(gè)月），提高了企業(yè)的供應(yīng)鏈穩(wěn)定性。
2. 推動(dòng)干法電極技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
TYB-005粘結(jié)劑的應(yīng)用，使干法電極技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化率有望從不足5%提升至10%以上。例如，國(guó)內(nèi)某電池廠使用TYB-005粘結(jié)劑建設(shè)了一條干法電極生產(chǎn)線，年產(chǎn)能1GWh，預(yù)計(jì)2026年投產(chǎn)，將為企業(yè)帶來約2億元的年收益。
3. 支撐高比能電池發(fā)展
TYB-005粘結(jié)劑對(duì)硅基負(fù)極的支持，為高比能電池的發(fā)展提供了關(guān)鍵材料基礎(chǔ)。隨著硅基負(fù)極的廣泛應(yīng)用，電池比能將從250Wh/kg提升至300Wh/kg以上，滿足電動(dòng)汽車對(duì)“長(zhǎng)續(xù)航”的需求（如電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程從500公里提升至700公里）。
結(jié)語：干法電極技術(shù)的“關(guān)鍵拼圖”，未來可期
清研電子的TYB-005干法專用粘結(jié)劑，通過系統(tǒng)性創(chuàng)新解決了干法電極技術(shù)的三大核心痛點(diǎn)，為其規(guī)模化應(yīng)用提供了關(guān)鍵解決方案。這款粘結(jié)劑不僅在環(huán)保、成本及性能上實(shí)現(xiàn)了全鏈條價(jià)值提升，更對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí)具有重要戰(zhàn)略意義。
隨著干法電極技術(shù)的普及，TYB-005粘結(jié)劑有望成為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的“關(guān)鍵拼圖”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向“綠色、高效、高比能”轉(zhuǎn)型。未來，清研電子將繼續(xù)圍繞干法電極技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，推出復(fù)合粘結(jié)劑（如TYB-005與PVDF混合）、預(yù)鋰化粘結(jié)劑（如加入更多鋰補(bǔ)劑）及隔膜涂覆粘結(jié)劑（如提升隔膜熱穩(wěn)定性）等產(chǎn)品，為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更多支撐。
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