近期宝马集团资助名字特大学公开了一项突破性研究（），成功开发出“双螺杆挤出+双辊压延”干法制备工艺，无需任何溶剂，就能规模化生产高性能硫化物固态电池复合正极。该工艺制备的正极，离子电导率是湿法的10倍，1C倍率容量达116mAh/g（湿法仅39mAh/g），初始库仑效率（ICE）提升至82%-85%，同时具备连续生产能力和设备兼容性，为硫化物固态电池的产业化扫清了关键工艺障碍。

长期以来，硫化物固态电池正极主要采用湿法浆料涂覆工艺，但这一成熟于液态锂电池的技术，在固态电池领域存在先天缺陷，成为量产路上的主要拦路虎。

首先是溶剂致电解质降解，硫化物电解质对有机溶剂高度敏感，湿法工艺中，电解质与溶剂接触会发生副反应，导致离子电导率下降，实验数据显示，湿法制备的复合正极离子电导率显著低于干法复合正极，直接影响电池的倍率性能和循环稳定性。

其次是高能耗与高环保成本，湿法工艺需要大量有毒溶剂溶解粘结剂，后续需经过长时间高温干燥去除溶剂，不仅消耗巨额能耗，还需配套溶剂回收设备，增加生产流程和成本，且溶剂泄漏和废弃物处理会带来环保风险，与全球电池产业“减碳”“绿色生产”的发展方向相悖。

此外，湿法工艺中粘结剂需均匀包覆活性材料和电解质颗粒，用量通常高达4wt%或以上，这些绝缘的粘结剂会覆盖离子传输路径，增加界面阻抗，同时降低电极致密度，进一步影响电池性能。这些痛点导致湿法制备的硫化物正极，不仅性能难以达标，还存在生产成本高、产能受限、一致性差等问题，无法满足规模化量产需求。

图1. 粉末预混料（a、d）、双螺杆挤出后的纤维化粉末颗粒（b、e）以及通过直接压延获得的干涂层阴极薄膜。

宝马集团与明斯特大学联合团队开发的干法工艺，彻底抛弃溶剂，采用“双螺杆挤出+双辊压延”的连续生产路线，从工艺原理上解决了湿法的固有缺陷，核心步骤仅三步。

• 第一步：无溶剂配料混合，正极配方极简且高效：82wt%富镍正极活性材料（NCM85）、15.5wt%LPSC电解质、2wt%导电碳（SuperC65）、0.5wt%聚四氟乙烯（PTFE）粘结剂。与湿法4wt%的粘结剂用量相比，干法仅需1/8的用量，且无需溶剂分散，直接通过行星式混合机实现各组分均匀预混。

• 第二步：双螺杆挤出成纤，预混粉末被送入平行双螺杆挤出机，通过螺杆的输送和捏合元件产生高强度剪切力，让PTFE粘结剂形成连续的纤维网络，将NCM、电解质、导电碳牢牢绑定。这一步的关键突破在于，挤出温度可精准调控（40-100℃），高温下不仅能促进PTFE成纤，还能利用硫化物电解质的延展性，减少NCM颗粒开裂，提升电极机械强度。
  

• 第三步：双辊压延成型，挤出后的颗粒通过双辊压延机进行一次高剪切压延，形成均匀的正极薄膜。压延过程中，不对称的辊速产生额外剪切力，让LPSC电解质发生塑性变形，紧密包覆在NCM颗粒表面，大幅改善活性材料-电解质（CAM-SE）界面接触。最终制备的正极薄膜厚度均匀，面容量达3.2mAh/cm²，完全满足高能量密度电池的需求。
  

这套工艺的核心优势在于“连续化”和“无溶剂”：双螺杆挤出和双辊压延均为成熟的连续生产技术，可直接适配锂电行业现有的卷对卷生产设备，无需大规模改造产线；无溶剂的特性彻底省去干燥和溶剂回收环节，生产效率提升30%以上，环保成本降低50%。

要达到性能上限，关键在于精准调控三个核心工艺参数，平衡“粘结剂成纤”“电解质变形”和“颗粒完整性”三者关系。

硫化物固态电池的产业化，一直受困于“性能达标但成本过高”“实验室可行但量产困难”的矛盾。双螺杆干法制备工艺的突破，成功解决了这一核心矛盾——既通过无溶剂设计和连续生产降低了成本，又通过优化界面接触和微观结构提升了性能，实现了“高性能”与“可量产”的统一。

从技术趋势来看，干法工艺不仅适用于硫化物固态电池，还可推广至氧化物、卤化物等其他体系的固态电池正极制备，具备广泛的适用性。随着宝马、LG新能源等企业已开始布局干法工艺的中试生产线，硫化物固态电池的量产进程将大幅加速。

未来，随着工艺参数的进一步优化，如更高挤出温度的电解质稳定性改进、更低载荷下的致密度提升，以及与负极、电解质的系统适配，干法工艺制备的正极将推动硫化物固态电池在电动汽车、储能电站等领域的规模化应用，开启电化学储能的全新时代。这场工艺革命，已让固态电池的量产不再遥远。