随着新能源汽车的快速发展，锂电池的制造工艺正迎来新的变革。干法电极（Dry Electrode）工艺作为一种新兴的正负极制备方法，因其绿色环保、高能效、适用于固态电池等新体系而备受关注。
一、干法电极与固态电池：面向未来的绿色解决方案
传统的锂电池极片制备依赖溶剂涂布和干燥工艺，如使用NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶解粘结剂后进行浆料搅拌、涂布、烘干。这一工艺流程不仅能耗高、工艺复杂，还涉及溶剂回收与环境排放问题。
相比之下，干法电极技术完全去除了溶剂与干燥过程，通过直接混合粉体材料（活性物质、导电剂、粘结剂），然后通过压制或其他机械方法将混合物涂布到集流体（如铝箔或铜箔）上
相比传统工艺，干法电极技术具有以下优势：
- 能耗更低：省去溶剂烘干环节，节省大量热能；
- 设备更简化：生产线更短，占地更小；
- 环境更友好：无有害溶剂排放，绿色制造；
- 适配固态电池：更适合全固态电池对高压致密极片的需求。
特别是在推动全固态锂电池产业化的过程中，干法电极因其对高能量密度、高界面稳定性的支持，被视为关键工艺之一。
二、双螺杆挤出机在干法电极工艺中的核心作用
干法电极虽去除了液体溶剂，但对材料混合均匀性、分散性和成型性提出了更高要求。传统的干粉搅拌或滚筒混合方式难以满足工业级一致性与致密性标准。而此时，双螺杆挤出机（Twin-screw Extruder）提供了一种高效、可控、连续化的解决方案。
1. 高效干态混合与熔融分散
干法电极的关键材料如NCM、磷酸铁锂（LFP）、碳黑、碳纳米管（CNT）、PTFE、PVDF等，需要在无溶剂条件下实现充分混合。
双螺杆挤出机的特点是：
- 利用高剪切力和强混炼结构，将粘结剂均匀分布到活性材料和导电剂表面；
- 可在设定温度下使热塑性粘结剂部分熔融，实现类“塑化”混合效果；
- 防止粉体团聚，提高极片的一致性与导电通路连通性。
2. 造粒预处理，优化压片性能
混合后的物料通过挤出段出料并经过切粒，可形成粒径稳定、流动性良好的颗粒，这对于干法压片至关重要：
- 改善物料填充均匀性与堆积密度；
- 降低压片开裂、空洞风险；
- 有利于实现高致密度极片，满足固态电池界面接触要求。
3. 灵活配方验证与工艺优化平台
实验级双螺杆挤出机支持多区温控、可更换螺杆结构、连续调速，使其成为理想的干法电极配方开发平台：
- 快速切换不同材料体系（如硫化物、氧化物固态电解质与不同粘结剂）；
- 研究温度、剪切、停留时间对混合质量与电极性能的影响；
- 配套在线测温与数据采集系统，便于工艺追溯。
三、典型应用配置与案例
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 螺杆直径 | 16mm / 20mm（实验室与中试级） |
| 控温范围 | 室温 ~ 300°C，多区独立控温 |
| 螺杆结构 | 模块化设计（混炼、输送、排气段） |
| 加料方式 | 粉体加料器，支持失重控制 |
| 出料方式 | 热切、风冷、水冷造粒多种可选 |
| 控制系统 | PLC+HMI操作界面，带数据记录功能 |
一些国际电池制造商（如特斯拉、宁德时代）和材料研究机构，已在其干法电极中试线上配置了双螺杆挤出造粒设备，实现了从材料混合到极片压制的无溶剂连续工艺验证。
四、结语
干法电极工艺正引领锂电制造走向更绿色、高效、低成本的未来。而作为这一核心工艺中的“前端中枢”，双螺杆挤出造粒设备不仅提高了混合质量，更推动了干法极片制备向工业化、自动化迈进。
无论是在材料配方的早期开发阶段，还是在中试线与未来的量产线中，双螺杆挤出机都将扮演不可替代的角色。