負(fù)極材料被行業(yè)認(rèn)為是制約鈉電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

硬碳作為現(xiàn)階段鈉電負(fù)極的主流材料，其制備仍面臨諸多挑戰(zhàn)。硬碳原料一般以椰殼、秸稈、木屑、動物組織等生物質(zhì)路線為主，一致性較差；此外，硬碳的生產(chǎn)工藝適配性差，不同原材料需要不同的工藝適配。

更進(jìn)一步，涂布作為電池制造的前段工序，負(fù)極材料的涂布工藝影響著鈉電池的量產(chǎn)及性能呈現(xiàn)。具體來看，鈉電負(fù)極涂布的難點主要表現(xiàn)為涂布不均勻、表面凹坑、干燥非常難、干燥不均、開裂、打皺、卷邊、附著力差等。

4月24日，在主題為“鈉電破曉，后浪可期”的2023高工鈉電產(chǎn)業(yè)峰會上，中集海中技術(shù)總經(jīng)理鄧明能發(fā)表“鈉電產(chǎn)業(yè)化破曉：涂布裝備創(chuàng)新賦能量產(chǎn)落地”主題演講。

鄧明能表示，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點很多，從實驗室的試產(chǎn)到量產(chǎn)還有一段路要走，其中最崎嶇、最痛的點之一是負(fù)極涂布，尤其是負(fù)極涂布的干燥。

鈉電池負(fù)極目前使用較多的是硬碳，其層間距大，孔隙多，涂布干燥非常難。鋰電池負(fù)極涂布所遇到的所有問題在鈉電池都進(jìn)一步地放大，如干燥不均等。

從涂布技術(shù)角度出發(fā)，中集海中對涂布技術(shù)一直不斷迭代，主要體現(xiàn)在兩個方面：

一是高精密涂。2011年，中集海中首創(chuàng)全伺服張力控制系統(tǒng)，引入DDR馬達(dá)牽引，COV≤0.5；2012年首創(chuàng)無背輥涂布技術(shù)，實現(xiàn)單層雙面同時涂布；2015年，獨創(chuàng)射流島嶼墊片技術(shù)，COV≤0.3；2016年，獨創(chuàng)圓跳動≤0.5μm高精度涂輥技術(shù)，COV≤0.2。

二是高品質(zhì)的干燥。2012年，中集海中首創(chuàng)全懸浮烘箱，單層雙面同時涂布成功量產(chǎn)；2014年獨創(chuàng)定量蒸發(fā)技術(shù)，涂布速度與烘箱長度比≥1.25；2016年，獨創(chuàng)場效應(yīng)加熱技術(shù)和縱向平行風(fēng)場技術(shù)，寬幅高速自平衡，干燥均勻、附著力強(qiáng)、無打皺、無開裂、無卷邊。

鈉電未來從1到GWh再到TWh的量產(chǎn)，必須考慮效率、良率等綜合成本的問題。對此，鄧明能表示場效應(yīng)加熱和單層雙面同時涂布方案可有效賦能鈉電大規(guī)模量產(chǎn)。

鄧明能指出，單層單面涂布方式下，空氣加熱的橫向積分風(fēng)場會造成十分嚴(yán)重的卷邊、干燥不均、打皺、開裂、脫碳等問題。而中集海中的單層雙面同時涂布方案，采用了縱向平行風(fēng)場的場效應(yīng)加熱，可以保障A、B面同時涂布，同時干燥，且干燥均勻，無開裂、無打皺、無卷邊、附著力強(qiáng)。

不僅如此，中集海中縱向平行風(fēng)場技術(shù)，采用外吹式壓力場結(jié)構(gòu)，風(fēng)吹到極片后會在極片的走帶方向形成壓力場，但在極片寬度方向不會發(fā)生相互干涉或影響，能夠很好的自適應(yīng)極片寬度、涂布速度或重量的變化，干燥效率高，免調(diào)節(jié)。

對此，高工儲能認(rèn)為，鈉電量產(chǎn)可以摸著鋰電量產(chǎn)的石頭過河，同時也要基于鈉電產(chǎn)線的特性去逐一擊破各中細(xì)節(jié)難點。

鈉離子電池將隨著商業(yè)化落地的全面鋪開實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，中集海中將通過場效應(yīng)加熱+縱向平行風(fēng)場干燥的新型雙面同時涂布方案，負(fù)極不添加碳酸乙烯酯（EC），風(fēng)嘴不用貼膠帶，解決鈉電涂布品質(zhì)痛點，同時降低其制造成本，環(huán)保安全。

縱觀中集海中的發(fā)展歷程，專注鋰電設(shè)備研發(fā)22年，曾其多極耳模切機(jī)助力方形鋁殼動力電池從0到1；全伺服張力控制擠壓涂布機(jī)助力鋰電產(chǎn)業(yè)從1邁向TWh時代。未來，鈉電池大規(guī)模量產(chǎn)征途上，離不開具有大量鋰電設(shè)備研發(fā)技術(shù)沉淀的設(shè)備企業(yè)的支持與助力。

審核編輯：劉清