3D打印固態電池！高能數造全固態電池產線級裝備獲超千萬訂單并開啟交付
時間：2024-05-18 10:01 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：在全球能源競爭日益激烈的當下，鋰離子電池作為主要儲能介質已從產能競爭進入到了技術競爭的全新時代。根據工信部等四部委聯合印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案（工信部聯裝〔2017〕29號）》明確要求，2025年新型鋰離子動力電池單體能量密度需達到500Wh/kg，這一參數已遠遠超過現有液態鋰離子電池所能達到的理論上限，而全固態電池是實現這一目標的唯一解已日漸在業內形成共識。
而在市場應用端，電動汽車廠已經陸續開始轉向采用固態電池。豐田汽車全固態電池計劃2027年裝車、寧德時代全固態電池有望2027年小批量生產、廣汽全固態電池計劃2026年裝車……國內外新能源企業與科研院所都在為全固態電池的產業化應用競相發力。
由于全固態電池采用全新的材料體系與電池結構，現有傳統電池制造工藝已無法實現全固態電池的產業化制造。如果沿用傳統濕法工藝進行全固態電池制造，那么大約一半的現有鋰電池制造設備都將無法使用；如果使用干法工藝進行全固態電池制造，超過60%的現有設備都將無法使用。
此外，依靠現有制造工藝，始終無法解決全固態電池內部固固界面接觸不充分、界面阻抗大的關鍵問題。為解決這一問題，傳統的方式是通過給全固態電池兩級施加壓力或是在生產過程中增加等靜壓環節以優化固固界面效果，但這不僅極大影響了全固態電池最終能量密度的發揮，更讓整個制造過程變得低效且極其昂貴。因此，找到與全固態電池匹配的電池制造工藝、開發出有效的制造裝備已經成為影響全固態電池產業化應用的關鍵。
2024年5月16日，南極熊獲悉，高能數造（西安）技術有限公司（簡稱“高能數造”）于2023年11月正式中標全國首條全固態電池3D打印中試線，近日，該條中試線當中的核心裝備——產線級全固態電池復合極片高效打印平臺（簡稱“3D-PT”）正式開啟交付，這也是高能數造繼2022年發布首臺實驗級電池3D打印設備以來，首次正式開啟全固態電池產線級裝備交付，是高能數造正式邁入全固態電池產業化制造領域的關鍵一步。
作為首套產線級全固態電池3D打印智能制造裝備，其搭載高能數造自研的全固態電池復合極片3D打印系統及高效率極片干燥系統，一次打印動作便可制備出雙面復合有電解質層的全固態電池極片，大幅精簡全固態電池制造流程的同時，具備極為廣泛的電池材料適配性，制造效率最高可達15ppm，全面助力全固態電池產業化制造。
高能數造創始人兼CEO王世明告訴南極熊：“產線級全固態電池復合極片高效打印平臺借助電池3D打印工藝一體化、高精度的制造優勢，不僅實現了全固態電解質復合雙面極片的連續化制備，更通過多個工藝節點的智能化整合實現了全固態電池復合極片的高效率制備。也正是依托這一技術優勢，高能數造能夠將全固態電池制造過程中的設備成本降低40%，單電池綜合制造成本可降低20%；與此同時，所打印電極的表面實測精度可達到0.7μm。連續化、高效率的同時，仍保持了超高制造精度與極片質量，為3D打印工藝應用于全固態電池產業化制造場景打下了堅實基礎。”
據南極熊了解，高能數造成立于2021年，核心成員來自于西安交通大學、中山大學、賓夕法尼亞大學、中國航天科工集團等國內外知名院所及企業，團隊規模五十余人，擁有長春、啟東、寧波三家子公司。目前已與一汽集團、國家石墨烯創新中心、贛鋒鋰業、中科院、中國航天科技集團等機構展開合作，其全固態電池產線級智能制造裝備已實現超千萬元銷售額，并于2023年11月正式中標全國首條全固態電池3D打印中試線訂單，計劃于2024年第二季度完成整線交付。
除本次開啟交付的產線級全固態電池復合極片高效打印平臺外，王世明還向南極熊介紹了高能數造目前的商業模式及產品布局：除了以3D-PT為代表的濕法全固態電池產線級制造裝備外，高能數造正在進行新能源電池干法制造裝備的開發，預計今年二季度發布面向液態電池、半固態電池及全固態電池的干法制造工藝與相關裝備產品。屆時，高能數造將正式完成“新能源電池干法制造產線”+“全固態電池濕法數智化產線”的雙路徑布局，為全球新能源電池及全固態電池企業提供不同工藝的產線級智造解決方案。
而在市場應用端，電動汽車廠已經陸續開始轉向采用固態電池。豐田汽車全固態電池計劃2027年裝車、寧德時代全固態電池有望2027年小批量生產、廣汽全固態電池計劃2026年裝車……國內外新能源企業與科研院所都在為全固態電池的產業化應用競相發力。
由于全固態電池采用全新的材料體系與電池結構，現有傳統電池制造工藝已無法實現全固態電池的產業化制造。如果沿用傳統濕法工藝進行全固態電池制造，那么大約一半的現有鋰電池制造設備都將無法使用；如果使用干法工藝進行全固態電池制造，超過60%的現有設備都將無法使用。
△傳統鋰電池生產工藝和高能數造電池3D打印工藝對比
此外，依靠現有制造工藝，始終無法解決全固態電池內部固固界面接觸不充分、界面阻抗大的關鍵問題。為解決這一問題，傳統的方式是通過給全固態電池兩級施加壓力或是在生產過程中增加等靜壓環節以優化固固界面效果，但這不僅極大影響了全固態電池最終能量密度的發揮，更讓整個制造過程變得低效且極其昂貴。因此，找到與全固態電池匹配的電池制造工藝、開發出有效的制造裝備已經成為影響全固態電池產業化應用的關鍵。
2024年5月16日，南極熊獲悉，高能數造（西安）技術有限公司（簡稱“高能數造”）于2023年11月正式中標全國首條全固態電池3D打印中試線，近日，該條中試線當中的核心裝備——產線級全固態電池復合極片高效打印平臺（簡稱“3D-PT”）正式開啟交付，這也是高能數造繼2022年發布首臺實驗級電池3D打印設備以來，首次正式開啟全固態電池產線級裝備交付，是高能數造正式邁入全固態電池產業化制造領域的關鍵一步。
△高能數造產線級全固態電池復合極片高效打印平臺：3D-PT
作為首套產線級全固態電池3D打印智能制造裝備，其搭載高能數造自研的全固態電池復合極片3D打印系統及高效率極片干燥系統，一次打印動作便可制備出雙面復合有電解質層的全固態電池極片，大幅精簡全固態電池制造流程的同時，具備極為廣泛的電池材料適配性，制造效率最高可達15ppm，全面助力全固態電池產業化制造。
△高能數造多層全固態軟包電池穿刺實驗
高能數造創始人兼CEO王世明告訴南極熊：“產線級全固態電池復合極片高效打印平臺借助電池3D打印工藝一體化、高精度的制造優勢，不僅實現了全固態電解質復合雙面極片的連續化制備，更通過多個工藝節點的智能化整合實現了全固態電池復合極片的高效率制備。也正是依托這一技術優勢，高能數造能夠將全固態電池制造過程中的設備成本降低40%，單電池綜合制造成本可降低20%；與此同時，所打印電極的表面實測精度可達到0.7μm。連續化、高效率的同時，仍保持了超高制造精度與極片質量，為3D打印工藝應用于全固態電池產業化制造場景打下了堅實基礎。”
△高能數造3D打印電池極片表面精度實測可達0.7微米
據南極熊了解，高能數造成立于2021年，核心成員來自于西安交通大學、中山大學、賓夕法尼亞大學、中國航天科工集團等國內外知名院所及企業，團隊規模五十余人，擁有長春、啟東、寧波三家子公司。目前已與一汽集團、國家石墨烯創新中心、贛鋒鋰業、中科院、中國航天科技集團等機構展開合作，其全固態電池產線級智能制造裝備已實現超千萬元銷售額，并于2023年11月正式中標全國首條全固態電池3D打印中試線訂單，計劃于2024年第二季度完成整線交付。
△高能數造主要客戶分布
除本次開啟交付的產線級全固態電池復合極片高效打印平臺外，王世明還向南極熊介紹了高能數造目前的商業模式及產品布局：除了以3D-PT為代表的濕法全固態電池產線級制造裝備外，高能數造正在進行新能源電池干法制造裝備的開發，預計今年二季度發布面向液態電池、半固態電池及全固態電池的干法制造工藝與相關裝備產品。屆時，高能數造將正式完成“新能源電池干法制造產線”+“全固態電池濕法數智化產線”的雙路徑布局，為全球新能源電池及全固態電池企業提供不同工藝的產線級智造解決方案。
△高能數造“新能源電池干法制造”+“全固態電池數字智造”雙路徑布局
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