固態電池采用固態電解質取代傳統液態電池的電解液和隔膜。傳統液態鋰電池由正極、負極、電解液和隔膜四大關鍵要素組成。固態電池采用固態電解質取代傳統液態電池中的電解液和隔膜。

由于全固態電池采用全新的材料體系和電池結構，現有的傳統鋰電池制造工藝和設備無法實現其產業化生產與制造，需要進行相應的創新和改進。目前全固態電池尚未量產，因此，生產工藝并未定型，并且不同類型的固態電池生產工藝和制造過程會有所不同，具體取決于電池的設計和應用。但可以確定的是，全固態電池生產工藝與現有的傳統液態電池生產工藝存在較大差異。主要體現在如下方面：

1、前段極片制作環節

傳統鋰電池：采用濕法合漿和涂布技術，將活性材料、導電劑和黏結劑混合成漿料后涂布在集流體上，隨后進行干燥和輥壓。

固態電池：引入干法電極技術，省去溶劑使用，直接通過干法合漿和涂布工藝制備極片。此外，還需額外進行電解質膜的涂布與輥壓，以形成固態電解質層。

2、中段電芯裝配環節

傳統鋰電池：采用卷繞或疊片工藝，將正負極片和隔膜卷繞成電芯，隨后注入電解液并進行封裝。

固態電池：采用疊片工藝，結合極片膠框印刷和等靜壓技術，確保固態電解質與電極之間的緊密接觸。由于全固態電池無需電解液，省去了注液工序。

3、后段化成封裝環節

傳統鋰電池：封裝后通過低壓化成激活電池。

固態電池：由于固態電解質的高離子電導率需求，化成過程趨向高壓化，以優化電池性能。

綜合來看，全固態電池相對傳統液態鋰電池的核心生產工序主要區別在于：前段固態電解質和極片制作環節，全固態電池更適配干法電極技術，增加了干法混合、干法涂布實現固態電解質膜制備；中段電芯裝配環節，固態電池采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓技術”取代傳統的卷繞工藝，并刪減了注液工序；后段化成封裝環節，從化成分容轉向高壓化成分容。

固態電池工藝

1、干法電極技術更適配固態電池

干法電極技術最大的優勢在于能夠提高電極的壓實密度，從而提高電池能量密度。干法電極工藝是一種新型的電極制造工藝，最大的優勢在于能夠提高電極的壓實密度。目前鋰電池主要采用傳統的濕法電極制造工藝。濕法電極制造過程中，需要使用溶劑將活性材料、導電劑和黏結劑混合后涂布在集流體上，然后再進行干燥、NMP 溶劑回收和輥壓。而干法電極技術則直接將電極材料混合成干粉，通過機械壓到集流體上形成電極片。這種方法可以提高電極的壓實密度。對于固態電池而言，更高的壓實密度意味著在相同體積下可以容納更多的正負極材料，從而提高電池的能量密度。

干法電極技術更適配固態電池等高能量密度電池。干法電極技術的理念與固態電池類似，在全固態電池中，硫化物電解質對有機溶劑較敏感，同時金屬鋰容易與溶劑反應導致膨脹，傳統的 PVDF-NMP 體系黏結強度有限，而干法電極中由 PTFE（聚四氟乙烯）原纖維化構成的二維網絡結構，可以抑制活性物質顆粒的體積膨脹，防止其從集流體表面脫落。

此外，采用干法電極工藝，固態電池的極片制造過程可以實現完全干燥，消除濕法工藝烘干后溶劑分子的殘留問題。因此，干法電極技術更適用于固態電池生產中。

干法電極技術工藝簡化提升效率，具有成本優勢，有利于推動固態電池商業化。干法電極工藝可以簡化生產工藝，降低成本，提高生產效率。干法極片制造無需 NMP 溶劑，在極片制作環節可減少烘干及溶劑回收環節，將電極制造過程一體化，將濕法工藝所需的混合、制漿、涂布、干燥、輥壓等過程一體化，工藝流程更簡單，設備占地面積更小。根據納科諾爾預計，干法電極量產后可降低電池成本 10%以上。并且流程簡化后的干法電極技術適配電池極片的大規模生產。因此，干法電極技術被認為是推動固態電池商業化的重要技術之一。

目前干法電極技術的關鍵難點：根據納科諾爾介紹，目前干法電極技術的關鍵難點在于混合電極材料粉末的均勻性以及成膜的一致性。在設備領域，干法工藝對輥壓的精度、均勻度以及壓實密度的要求會更高。

2、中段電芯裝配環節：采用“疊片+極片膠框印刷+等靜壓技術”

①疊片機：固態電池不適用卷繞設備，需要使用疊片機，且精度要求更高。

無論固態電池還是液態電池都需要用到疊片機，但由于固態電池的固態電解質具有脆性特性，且對設備的精度和穩定性要求更高，使得其需要進行更多的疊片工藝，因此，固態電池制造所需要的疊片機需求也會增加。

②固態電池極片膠框覆合技術：提升固態電池極片貼合度，避免內短路問題。

現有的固態電池生產工藝仍不成熟，存在一些不足之處，當極片料卷在完成裁斷工序后與其他極片進行復合、以制備固態電池電芯時，難以確保相鄰的極片之間具有高的貼合度，從而導致固態電池電芯的質量下降。根據利元亨公開的專利技術，其提出了一種固態電池極片膠框覆合方法、裝置及疊片設備，能夠提升固態電池電芯中的相鄰極片之間的貼合度，保證固態電池電芯的質量佳。

③等靜壓機為核心增量設備之一：等靜壓技術用于改善固態電池固固界面接觸問題。

生產固態電池一般是將正極、固態電解質、負極堆疊在一起組裝。考慮到固態電解質要與電極形成良好的固固界面接觸、在循環過程中會發生接觸損耗以及要抑制鋰枝晶形成等，堆疊時需要新增加壓設備，施加超過 100MPa 壓力使各材料致密堆積。傳統熱壓、輥壓方案提供壓力有限且施加壓力不均勻，難以保證致密堆積的一致性要求，進而影響固態電池的性能。

等靜壓技術基于帕斯卡原理，金屬、陶瓷、復合材料和聚合物等材料都能實現致密化，消除孔隙。對于固態電池而言，等靜壓技術可以有效消除電芯內部的空隙，確保電解質材料達到理想的致密化程度，提升電芯內組件界面之間的接觸效果，從而顯著提升離子電導率 30%以上，降低電池內部電阻率 20%以上，循環壽命提升 40%，大幅改善電池性能。而等靜壓成型需要用到的設備為等靜壓機。

目前等靜壓技術在固態電池制造領域面臨的挑戰：等靜壓技術本身是一項成熟的技術，在陶瓷、粉末冶金等領域已有廣泛應用。然而，在固態電池領域的應用仍處于探索和發展階段，技術成熟度相對較低。目前等靜壓技術在固態電池領域的推廣仍然面臨著如何選取合適的壓制溫度和壓力組合，以及如何控制壓實質地，如何提高生產效率與良率等挑戰。

3、后段化成封裝環節：新增高壓化成設備

常規的鋰電池化成壓力要求為 3-10 噸，而固態電池化成的壓力要求提高至 60-80 噸。固態電池需要高壓化成的核心原因在于其獨特的固-固界面特性和離子傳導機制，這與傳統液態電池的化成過程存在本質差異。

① 解決固固界面接觸問題：固態電解質與電極之間是剛性接觸，存在微觀空隙和接觸不良，必須通過高壓（通常 60-100MPa）壓制才能消除界面空隙，增大有效接觸面積；促進固態電解質與電極的物理/化學結合。

②激活離子傳導通道：固態電解質離子電導率低，需要高壓化成實現強制鋰離子穿透固固界面屏障，在界面處形成離子導通網絡，以及降低界面阻抗。