“混料”，干法電極工藝的重要一環

干法電極不采用溶劑，無需涂覆干燥烘箱和NMP回收裝置，設備投資低，能耗小，所需場地面積小，從而降低了總體資本和運營費用。盡管干法電極工藝有著多方面顯著優勢，但其在實際生產中仍面臨著穩定性、一致性、工藝參數控制、混料纖維化、壓輥壓力超荷等一系列挑戰。

混料模塊是干法電極制造整線的重要工藝單元，其核心作用不僅在于完成多組分粉體的物理混合，更在于實現配方體系的微觀結構構建，為后續成形、壓延及電極性能穩定性奠定基礎。

什么是混料工藝呢？

混料工藝就是通過高剪切混合攪拌使電極粉體材料中的固態粘結劑樹脂纖維化，利用固態粘接劑纖維化后形成三維網絡結構，使電極粉體被這種三維網格結構相互交聯，采用連續、精確輸料之后，經過熱輥多級壓制成自支撐電極膜，隨后將電極膜熱復合于集流體的兩面，最終得到干法電極片。

該工藝可制備出壓實密度更大、能量密度更高的電極片，這種三維網絡結構的極片可以防止活性物質顆粒在電池充放電循環過程中脫落，具有良好的循環穩定性能。

混料工藝的核心指標是什么？

干法電極混料工藝通過扭矩-剪切協同控制（30—45N·m，RSD≤1.8%）實現聚四氟乙烯（PTFE）精準纖維化（起纖<8min），雙螺桿溫控（±1.0℃）抑制材料降解；

自清潔系統（殘留<0.3wt%）與三維混料技術（批內RSD≤2.0%）保障電極均勻性；

PTFE含量優化至6.5±0.5wt%平衡強度（2.4N/cm）與電性能（阻抗<28Ω·cm2，面容量35.2mAh/cm2）；

全流程能耗降低42.3%（涂布/干燥工序取消貢獻70%+）；

露點控制（≤-40℃）與差速輥壓（速比1:1.25）解決含水率波動與電極開裂風險，集成在線監測（≥10Hz）實現穩定量產。

干法電極混料模塊的核心突破路徑

干法電極混料模塊的技術演進，正由滿足基本均質化與纖維化要求，向高效率、低能耗、批間一致性強、信息化可追溯的方向發展。當前行業公認的核心突破路徑集中在兩方面：高效混合工藝與智能化集成。

• 高效混合工藝

在傳統干法混料過程中，實現均勻性與充分纖維化往往需要較長周期和較高能耗，這在厚電極（≥8—10 mAh·cm-2）應用場景中尤為突出。高效混合工藝的突破主要體現在以下幾方面：

1、多階段能量場優化

通過將低速預混、高剪切纖維化和精混整合為連續化工序，實現不同組分在最佳能量場下的分散與網絡構建。例如，某行業中試線采用“低速5 min預混+高剪切8 min纖維化+低速3 min整合”模式，使批內RSD由2.8%降至1.6%，混料總時間縮短25%。

2、溫度場與纖維化協同

物料預熱已被證明可顯著降低PTFE起纖滯后時間。2024年一項公開測試顯示，將原料加熱至100℃，可將起纖時間從約30 min降至<5 min，峰值扭矩穩定在35—40 Nm區間，同時能耗下降20—25%，纖維覆蓋度保持在95%以上。

3、顆粒形貌保護

通過優化槳葉幾何形狀、轉速曲線與裝填系數，減少活性物質二次顆粒的破碎率（<5%），在保證導電劑充分分散的同時維持材料的電化學完整性，這在高鎳三元體系中尤為關鍵。

• 智能化集成

隨著干法工藝規模化生產的推進，混料模塊的過程控制已從經驗驅動轉向數據驅動。智能化集成的技術突破體現在以下方面：

1、在線質量監測

引入激光粒徑分析、近紅外（NIR）光譜和色差傳感器，對混合過程中的顆粒分布、纖維化進程及顏色均一性進行實時監控。某柔性產線案例顯示，通過在線粒徑監測與扭矩曲線聯動控制，批間RSD從3.2%降至1.8%，邊緣缺陷率降低40%以上。

2、閉環過程控制

將傳感器采集的數據輸入到控制算法，實現轉速、扭矩、混合時間與溫度的動態調整。例如，高鎳NCM體系中，當系統檢測到導電劑分散不足時，可自動提高轉速5—10%并延長混合時間1—2分鐘，從而避免人工介入延遲帶來的不一致性。

3、生產管理系統集成

混料模塊與MES（制造執行系統）和QMS（質量管理系統）對接，實現批次數據全生命周期記錄，包括配方參數、混料曲線和質量檢測結果。這不僅提高了可追溯性，還為后續工藝優化和良率提升提供了數據基礎。

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信息來源：

賦能固態電池干法制造：混料模塊的技術突破與產業前瞻.曼恩斯特

干法電極的商業化之路——澤普林的成功解決方案.澤普林

揭秘清研電子干法電極全自研技術體系的破局之道.清研電子