出品｜虎嗅科技組
作者｜包校千
編輯｜陳伊凡
題圖｜視覺中國
結束了一天的工作，郜明文才有工夫集中回複微信上的各種留言。夜色昏沉，他看了眼表，已經淩晨三點半了。等天一亮，他又要支棱起來，帶着團隊一起往前跑。
随着特斯拉 " 幹法電極 " 技術的産業化加速及上車驗證推廣，國内對這一技術的關注度越來越高，前來寶晟能源公司拜訪和咨詢項目的人也越來越多。更準确地說，他們是沖着這家初創公司在锂離子電池幹法制備工藝上的技術突破和産業化進展而來。
最忙的時候，公司除了要與多家投資機構溝通洽談，還要同時與上下遊主機廠、設備廠以及電池制造商代表會面。盡管大多數都是以咨詢行業發展趨勢和技術細節爲主，但與一年前從業人員對這種技術持懷疑态度的那種挫敗感相比，" 幹法電極 " 逐漸在行業中獲得了認同。
而這項技術，也緊密聯系着新能源汽車産業的未來格局走向。
技術真香但難産
位于美國科羅拉多河沿岸的特斯拉德州超級工廠，每周有大約 4000 台的 Model Y 整車從這裏下線。一個多月以前，外界突然把鏡頭對準這裏——兩台神秘的龐然大物被特斯拉電池制造部門搬進了工廠，似乎在醞釀着什麽大動作。
現場工人正在安裝重型壓力機
根據長期追蹤特斯拉的海外車媒 autoevolution 提供的消息，這兩台機器是意大利産的壓力機，單台重達 33.4 萬磅（151.5 噸 ) ，大約是特斯拉工廠原先所需原材料壓力機的三倍。
知情人士猜測，全新的壓力機極有可能被用來生産 4680 電池的幹法電極 ( DBE ) ，并搭載到 Model Y 的量産車型中。
作爲特斯拉的第三代電池，4680 型大圓柱型锂離子電池集能量密度高、安全可靠、快充更快、成本更低四大優勢于一身，可以說是特斯拉引以爲傲的作品。過去三年，特斯拉想盡辦法加快 4680 電池在 Model Y 上車，可遲遲無法投入大規模量産。
阻礙大規模量産的原因是，一項名爲 " 幹式塗布 " 的工藝，遲遲沒有得到很好地解決。
三年前，馬斯克在 " 特斯拉電池日 " 發布 4680 電池以來，研發團隊一直在努力研發幹法電極制造工藝，不過進展緩慢。但最近的種種迹象表明，特斯拉在 4680 電池的大規模量産上所做的布局正在迎來新的進展：
一是特斯拉正在利用甯波容百新能源和蘇州東山精密制造幫助削減材料成本，以便在美國提高 4680 電池的産量；
二是美國專利商标局 ( USPTO ) 在今年 2 月，授予特斯拉四項幹法電極技術的關鍵專利，這意味着特斯拉在這一領域的突破。
特斯拉号稱 4680 電池組的能量密度達 330Wh/kg，整車續航提高 16％
幹法工藝最初是用在超級電容器這樣一個以高功率見長的儲能器件上。這項技術是由加州初創公司麥克斯韋 ( Maxwell ) 開創，在 2019 年初被特斯拉以 2.35 億美元（折合人民币 16.1 億元）的價格收購。
馬斯克之所以願意花這筆錢，并願意讓特斯拉花時間去攻克這項技術，主要考慮到了幹法取代傳統濕法工藝的好處，首先是在制造流程上做減法。
傳統的濕法工藝，需要在電極箔上塗上一層濕的化學藥劑，價格比較昂貴。在最終組裝之前，塗層箔需要經過漫長的幹燥過程，并且需要回收和處理化學漿液中使用的易燃易爆有毒溶劑。
幹法工藝則不使用任何溶劑，直接将組成電極的多組分幹粉顆粒高速混合，再通過高速剪切作用讓黏結劑纖維化，然後對混合後的粉末進行熱輥壓形成自撐膜，最後将自撐膜在輥壓作用下與集流體壓合形成最終锂離子電池可用電極。
相比濕法工藝的繁瑣步驟，幹法工藝省去了濕法的漿料調配、塗布、烘幹工序，生産線長度可以減少約 70%，并大幅縮短生産周期，降低環保成本和設備成本。例如電池制造廠的占地面積僅爲原來的十分之一，塗布設備投入成本可以銳減五成。
降本是特斯拉不斷優化的目标。和傳統的濕法工藝相比，幹法電極工藝最大的優勢之一，便是節約成本。根據特斯拉測算，幹電極制造工藝可以幫助其節省 18% 的成本，投資成本降低 41%。
早在去年 7 月，特斯拉 4680 電池的拆解微觀結構圖就在網絡上被曝光，負極端使用了幹法電極工藝得到證實後，國内的車企和電池廠就立刻将其奉爲圭臬，于是便有了開篇的故事。畢竟，對于新能源産業鏈來說，特斯拉的每個決策，都有着行業風向标的意義。
卡脖子的不是技術，而是成本
不過，把幹法電極工藝從超級電容器移植到锂電池上，存在着不小的技術難度。最突出的問題來自幹法電極工藝所需的黏結劑。
例如麥克斯韋所用的黏結劑聚四氟乙烯（PTFE），作爲超級電容器具有代表性的黏結劑，用在锂離子電池中會造成锂和碳氟的副反應，最終會導緻電池失效。
郜明文坦言：" 其實國内想做幹法電極的公司都想借鑒麥克斯韋的專利，但如果完全按照這一專利來做，也很難大規模産業化。"
由于锂離子電池正極晶體材料的選擇種類繁多，如磷酸鐵锂、三元、錳酸锂等，導緻其黏結劑纖維化條件也有所不同，負極更是選擇了與聚四氟乙烯截然不同的黏結劑材料，因此要根據實際使用的主材，選擇與國外專利完全不同的産業化工藝，才能打破特斯拉在幹法電極技術上的壟斷。
事實上，中國在幹法電極工藝的技術研發方面并不完全是一片空白。
寶晟能源科技是專注在 " 幹法電極 " 的技術研發和産業化落地的公司。從 2019 年 6 月成立至今，公司開發的 " 幹法制備預锂化負極 " 的專利方法，已經組裝了軟包電池并驗證了首效參數和循環性能，目前幹法電極的中試量産已經完成。被行業公認的提高锂離子電池性能的預锂化工藝，也進入了中試階段。
磷酸鐵锂幹法電極微觀結構
思源電氣參股公司烯晶碳能（GMCC）是國内首家、全球第三家在乘用車領域應用超級電容器的企業。該公司以技術提供商的身份，與一汽、吉利等大型車企合作。
另據虎嗅獲悉，一汽在 2022 年 11 月加大了幹法電極制備工藝的精力和投入，申請了 3100 萬元預算的專項課題研究，執行期 3 年内共有 9 項績效指标，考核維度包括黏結劑熱分解溫度、改性材料比容量、電極制備能耗、電芯循環次數、電池系統能量密度、發明專利、軟件著作權以及企業标準的制定。
此外，上海聯淨也在幹法電極技術取得了突破。特别是在材料方面自行開發了 PTFE 改性樹脂作爲黏結劑，成本大幅低于現有濕法工藝中的 PVDF。另外通過幹法制備的固态電解質膜，取代現有濕法工藝中的隔膜及電解液，從根本上提高電池的安全性、能量密度。
眼下，多數車企、電池廠都在布局幹法電極制備工藝，不過仍處于早期探索的階段。一位電池專家向虎嗅表示：" 雖然随便拉出一家廠商可能都在做，但具備量産能力、能跑出性能的，隻有特斯拉一家。"
衡量幹法工藝能否真正實現産業化的唯一标準，就是成本。寶晟能源創始人郜明文表示，現階段該公司自研的幹法工藝可以做到全過程物料可以 100% 循環再利用，這使得電極制作成本大幅下降，并能大幅提高極片的導電性和抗拉強度。
寶晟第四代幹法成膜設備，幅寬已經達到 75cm 對标現有電池廠的電極生産加工規格
據了解，目前特斯拉不僅僅在負極碳材料使用了幹法電極工藝，在正極三元體系也在探索使用這項技術。而包括大衆、三星、LG 在内的國際巨頭，也紛紛布局幹法電極制造工藝，顯然已成爲未來锂離子電池加工制造的一大趨勢。郜明文相信在不遠的将來，幹法電極工藝會在全球锂電制造行業得到普及和推廣。
自特斯拉介入新能源汽車以來，汽車行業的價格體系和技術路線一再被颠覆，緻使廠商原有的主導地位和話語權一再被削弱。
今年初，爲了再次激發中國市場的需求，特斯拉 model 3 和 model Y 的售價低至曆史冰點，降幅從 2 萬元到 4.8 萬元不等。" 以價換量 " 的策略随即在市場引發降價潮，讓盈利本就堪憂的新勢力們更加膽寒。可以預見的是，特斯拉 4680 電池量産之後，特斯拉如果将汽車售價再次下探，屆時，國内新能源汽車或許将避免不了一場大洗牌。
根據特斯拉給出的官方數據，4680 電池的各項工藝組合會讓其電池制造成本降低 56%。其中，幹法工藝幫助電池節省了 18% 的成本。" 假設這裏有誇大成分，以 10% 爲保守估計，主機廠和電池廠也很難承受這樣的價格降幅。" 一位行業人士對虎嗅說。
因此，隻有把産業鏈緊緊攥在自己手裏，才能有效降低成本，" 傳統車企即便不做幹法，也需要有自研電池的部門。" 郜明文表示。
如今，幹法電極制造技術被行業視作锂離子電池工藝的 " 聖杯 "。特别是從燃油車轉向新能源的傳統車企，迫切需要打赢一場 " 翻身仗 "，而對于在技術生命周期上起起伏伏、進進出出的科技企業來說，決勝的關鍵，就是提早布局下一代工藝和技術。
