在日前舉辦的“電動航空下一代電池技術及先進制造(CIBF2026深圳)交流會”上，利元亨研究院院長杜義賢博士，以“固態(tài)電池設備賦能航空領域”為題發(fā)表了主題演講，深度解析eVTOL等低空領域?qū)﹄姵匮b備的特殊需求、固態(tài)電池技術路線差異，以及利元亨在固態(tài)電池裝備領域的核心突破與產(chǎn)業(yè)布局。

圖為利元亨研究院院長杜義賢博士演講

　　杜義賢指出，當前新能源車用動力電池已進入發(fā)展瓶頸期，而低空經(jīng)濟的快速崛起，為鋰電行業(yè)注入強心劑，成為驅(qū)動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎。但傳統(tǒng)液態(tài)電池應用于eVTOL領域時，也暴露出能量密度低、安全性差、循環(huán)壽命有限三大核心痛點，難以滿足航空級嚴苛要求。

　　在此背景下，固態(tài)電池尤其是現(xiàn)在已經(jīng)開始應用的混合固液電池，“與eVTOL結合得很好”，成為適配低空領域的優(yōu)選路線。杜義賢指出，“盡管有一些機理還沒有研究得很透徹”，但從適用的角度來看，是一條切實可行的技術路徑，行業(yè)將沿著“混合固液—全固態(tài)”的路線穩(wěn)步演進。

　　從市場前景來看，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)潛力巨大。行業(yè)研究數(shù)據(jù)預測，2030年全球固態(tài)電池市場規(guī)模將達2500億元，其高滲透場景并非汽車與儲能，而是低空領域、機器人等高端應用場景。

　　在杜義賢看來，目前固態(tài)電池的制造成本還比較高，暫時不適合對成本敏感的新能源車用與儲能市場，但在極致追求能量密度、充放電倍率的低空飛行器、人形機器人領域，則具有很大的可適應性。

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固液混合電池三大工藝

　　目前鋰電池擁有液態(tài)、混合固液、全固態(tài)三種形態(tài)。杜義賢詳細對比了三類電池的制造差異，他指出，混合固液電池與液態(tài)電池形態(tài)非常相似，設備其實沒有太大區(qū)別，但也存在一些不同;而全固態(tài)電池在生產(chǎn)工藝、核心裝備上與前兩者存在巨大差異，“現(xiàn)有設備基本無法直接拿來就用，都需要進行改造或者升級”。

　　圍繞混合固液電池裝備，杜義賢重點講解了三大核心差異點。其一為涂布工藝，混合固液電池采用電解質(zhì)涂布和原位聚合凝膠化工藝，對涂布機的要求更高，需穩(wěn)定實現(xiàn)150米/分鐘涂布速度、180mm涂布寬度，從而保障非常高的面密度與優(yōu)率，現(xiàn)有涂布機經(jīng)適配改造即可滿足需求。

　　其二是疊片工藝，在高能量密度的技術追求下，卷繞電芯要比疊片工藝差很多。相較于卷繞工藝，疊片工藝能有效提升能量密度，適配電解質(zhì)全面涂布后的極片特性，疊片設備可實現(xiàn)0.1秒/片的效率，更加契合混合固液電池生產(chǎn)需求。

　　其三為原位固化工藝，這是混合固液電池區(qū)別于傳統(tǒng)液態(tài)電池的核心環(huán)節(jié)。“基本原則就是在疊片完以后，混合固液電池需要在注液之后進行固化?！倍帕x賢介紹，通過新增原位固化機，在電芯注液后采用光熱固化方式，使電解質(zhì)形成凝膠態(tài)。

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全固態(tài)電池四大工藝

　　全固態(tài)電池產(chǎn)線“和原來的液態(tài)電池、固液混合電池都不太一樣”，會涉及干法電極、電極輥壓與電解質(zhì)熱復合、膠框成型，以及疊片、等靜壓和高壓化成等工藝流程。杜義賢將全固態(tài)電池核心工藝差異總結為“干、疊、壓、化”四字。

　　“干”即干法電極，核心工藝點是在前面物料的處理，混料的階段，不使用液態(tài)溶劑將活性材料、導電劑與干粉狀粘結劑進行高速干混，而是通過輥壓機直接壓制成電極膜。作為一種革新工藝，目前干法工藝還并不成熟，市場推廣仍然面臨工藝穩(wěn)定性、輥壓均勻性和長期可靠性的產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)。

　　“疊”即高精度疊片與膠框成型。全固態(tài)電池極片物理天然屬性不適合卷繞，所以基本采用疊片工藝，且對精度要求極高，需達到±0.1mm(傳統(tǒng)液態(tài)電池僅需±0.2-0.3mm)，否則膠框無法隔絕正負極，易引發(fā)短路。杜義賢強調(diào)，采用卷對卷預制膠框轉(zhuǎn)印工藝，可實現(xiàn)膠框高效轉(zhuǎn)印與極片裁切，以適配連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。

　　“壓”即等靜壓工藝。依托帕斯卡原理，通過高壓實現(xiàn)電芯內(nèi)部固固界面緊密耦合。當前行業(yè)趨勢已明確，固態(tài)電池產(chǎn)線正從中試階段，快速向GWh級量產(chǎn)轉(zhuǎn)型。杜義賢指出，傳統(tǒng)立式等靜壓設備對廠房高度要求苛刻，不利于連續(xù)化生產(chǎn)。新型等靜壓機既降低了對廠房的高度要求，也便于自動化的集成，適用于固態(tài)電池大產(chǎn)能的要求。

　　“化”即高壓化成工藝。固態(tài)電池化成需持續(xù)高壓加持，壓力最高要達到150噸，而傳統(tǒng)液態(tài)電池壓力僅需3-8噸。同時要求壓力精度達到1%、溫度均勻性控制在±2℃范圍，電壓和電流精度分別達萬分之二和萬分之三。

　　據(jù)杜義賢介紹，為攻克固態(tài)電池裝備技術難題，利元亨打造了1300平米的潔凈車間，建成露點低至-55℃的干燥室，能夠適配硫化物電解質(zhì)對空氣、水分的嚴苛防護要求，可開展干法涂布、極片印刷、疊片、鋰金屬切割以及等靜壓相關測試。

　　“利元亨始終專注于固態(tài)電池裝備研發(fā)創(chuàng)新，愿與產(chǎn)業(yè)鏈各界伙伴深度合作，以先進制造技術賦能固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化落地，助力電動航空、低空經(jīng)濟領域?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展?！倍帕x賢最后表示。