随着锂电池生产规模日渐增大，单体工厂迈向TWh时代，其生产技术必然将走向高效化、低成本化发展，现在就几个可能的技术方向做简单介绍。

1，搅拌

目前搅拌工序双行星生产效率约为100-300L/h，能耗高，效率低，严重制约的产能发展。

在搅拌领域内，流体高剪切混合技术(HSM)-高剪切混合是一项成熟的技术，在传统产业有成熟应用（橡胶、砂浆、食品等领域），有可能推广到电池行业，效率有望提升至1000L/h以上。

传统的 HSM搅拌设备是在搅拌轴上内外螺带的作用下，将物料在筒体范围内进行翻动。内螺带将物料由中间推向二侧，外螺带将物料由二侧推向中心，来回渗混的物料又在螺带转动下，沿着径向移动、变化、从而形成了对流循环，由于上述运动的搅拌，物料在很短时间内获得快速的均匀混合，两端轴封采用特殊密封，粉体液体无泄漏，密封耗材更换成本低，更换方便 ,因此它是一种用途广、适应性强、效果良好的高效率混合设备。

如常见的砂浆的搅拌设备结构：

有学者提出了一种改进的三维混合器包括一个传统的rushton型涡轮和一个额外的旋转容器，用于方向的混合和一个偏离中心的螺旋带状叶轮，用于z方向的混合。一个矩形板放置在墙壁附近，以推动缓慢移动的浆料从卡住。3D混合器可在2 h内实现均匀混合，与常规Rushton涡轮混合相比，均匀性的提高可使锂-镍-锰-钴氧化物(NMC)阴极容量提高10 mAh/g。

球磨技术

干电极方法目前较为有潜力的一种锂电池极片制作方法，取消溶剂则可以降低90%以上的能耗。球磨工艺作为一种传统的分散方法，在干电极的生产中具有一定的优势。

对于干粉混合，颗粒的表面能和粘附力对颗粒分布起着重要的影响。Ludwig et al.研究了锂钴氧化物(LCO)、导电碳C65和粘结剂PVDF的这些表面性能(Ludwig et al.， 2017)。在球磨过程中，这些颗粒之间的粘附力可以在LCO颗粒之间生成C65和PVDF团聚体，这有利于AMs与电解质之间的Li+交换。

2，涂布

除了创新新的涂层和干燥系统外，改进现有的干燥方法是降低成本和缩短时间的另一种有效途径。

优化干燥策略，可减少一定的干燥时间。初、末高干燥速率阶段可节省干燥时间，中间低干燥速率阶段可防止粘结剂迁移。

为了克服传统空气对流干燥方法干燥速度慢的问题，额外的热源如红外线和激光束可以显著提高干燥效率。

业内有学者通过使用450w / 1070 nm光纤激光器，将干燥能耗减半。

3，极片真空干燥

Huttner等人比较了不同干燥时间的影响，并提出了一种室温下快速喷扫氩气干燥方法(Huttner et al.， 2019)。他们的结果表明，虽然在高温(120 ℃)下长期真空干燥导致最低的水分水平，但电极的电化学性能是最差的。相反，经过快速氩气吹扫(在20 ℃下吹氩20 min)处理的电极在速率和循环测试中表现出最高的能力。分析表明，长期高温干燥会降低粘结剂PVDF与CMC/SBR的结合强度，破坏电极结构。因此，氩气净化法具有高通量、低能耗的优点，具有替代真空干燥的潜力。研究还表明，相对较低的湿度水平(氩气净化时为326ppm)已经可以实现良好的电化学性能。

4，焊接

激光焊接优势较大，未来主要在焊接效率提升、以及高反现象的解决等技术方向提升，此外，焊接质量的检测将会是重要技术发展方向。

5，化成

主要优化方向就是缩短化成时间，降低 制造成本，除了材料方向改善之外，特定频率的脉冲电流充电可使反应之间的休息时间较短，并可消除电解质-阳极界面的浓差极化。

脉冲电流充电的应用可以在形成过程中获得更高的充电速率，从而缩短了形成时间(Mckinley et al.， 2010)。脉冲电流充电策略还可以缓解容量衰退，抑制发热(Lv et al.， 2020)。但是，脉冲电流和频率需要为不同的电池定制。不合适的脉冲电流参数会导致容量下降甚至损坏电池容量。

参照资料：《Current and Future Lithium-Ion Battery Manufacturing》Zhang Ruihan