干法极片工艺：载量 30 mg/cm² 不开裂，剥离力 4.7 vs 0.5 N/cm

湿法极片工艺做到16 mg/cm²就开始脱层，而同样的问题在干法这里，做到30 mg/cm²反而更牢——180° 剥离力4.7 N/cm，对手只有0.5 N/cm。

差 9.4 倍，而且干法那片还更厚（98 vs 80 µm）。

这件事值得单独讲，因为它推翻了一个很常见的判断：以为湿法工艺的极限是"涂不厚"。其实湿法真正卡住的不是载量，是厚了以后粘不住——溶剂挥发时电极收缩，收缩应力把涂层从集流体上掀起来，厚了就是脱层。

干法走的是另一条路：不用溶剂，把活性物、导电剂、粘结剂做成干粉，直接压在集流体上。没有溶剂要挥发，就没有收缩应力；但换成"凭什么粘住"这个问题——答案在集流体表面和粘结剂怎么熔。

一句话转述：干法极片的胜负手不在配方，而在"粉撒在什么样的集流体上、压到什么温度"。

本号写过干法共辊压做固态电解质膜（50 µm）、压延压实密度（3.2 g/cm³）、极片粘结剂跑偏。这一篇接着往下走：把湿法里的 NMP 彻底去掉，极片还能不能做得又厚又牢。

NMP 的账：不是环保问题，是产线成本问题

现在锂离子电池极片几乎都是湿法：把 NCM712、导电剂、PVDF 混在NMP（N-甲基-2-吡咯烷酮）里调成浆料，涂到铝箔上，再进烘箱把溶剂赶走[1]。

NMP 有毒、易燃，而且在产线上是一进一出两道成本：进来要买（贵），出去要回收（还要提纯），中间那台烘箱还要占长度、占能耗。所以"去掉 NMP"从来不只是环保口号，是产线上能算出来的钱。

干法把这一步整个删掉：没有溶剂 → 没有烘箱 → 没有回收。代价是工艺难度全跑到另外两个地方：粉怎么混匀，以及压的时候怎么让粘结剂起作用。

干法怎么把粉压成片：三种粉 + 刻蚀铝箔

[1] 的配方很干净：NCM712（活性物）+ MWNT（多壁碳纳米管，导电剂）+ PVDF（粘结剂），其中 MWNT:PVDF 做成1:1的干粉复合物。流程是（图 1）：

干法极片是怎么造出来的：先把 NCM712、MWNT、PVDF 三种粉涡旋混合并研磨成干粉复合物，直接撒在刻蚀铝箔上；随后热压（180 °C，10 MPa，30 s）让 PVDF 熔融起粘结作用，再辊压致密化，得到干压电极（DPCE）。左下角放大图是全篇的关键——刻蚀铝箔表面的亚微米孔形成"锚定效应"，干粉复合物像网一样扎进孔里，同时给锂离子和电子留出通路；右下两张实物照片是一片 15 mm 的干法极片，被反复弯折后仍完整。（来源：Ryu et al. 2023, Fig. 1；许可证：CC BY 4.0）

三个动作各有讲究：

第一，粉要先"焊"在一起。MWNT 和 PVDF 先做成 1:1 复合物，MWNT 之间靠范德华力纠缠、PVDF 在热压时熔融（熔点177 °C）把它们粘住，形成一张网。这张网是干法的骨架——它同时承担导电和粘结两个职责。

第二，集流体要"刻蚀"。普通铝箔表面太光，干粉压上去只是"贴着"，一折就掉。刻蚀后表面出现亚微米孔，熔融的 PVDF 能挤进去，固化后形成机械锚定[1]。这一步是干法能不能成立的前提，也解释了后面那个 9.4 倍的剥离力差距。

第三，压的窗口很具体：10 MPa、30 s。热压180 °C（刚好在 PVDF 熔点之上）、冷压25 °C都能做，两条路线都试过[1]。相比既有的无粘结剂干法路线需要20–500 MPa、且弯折就碎，这个压力已经落在卷对卷设备够得着的范围里。

载量往上推：98 → 221 µm，为什么没裂

把同一组分（DPCE 1505）的载量往上一档档推，得到四组：22 mg/cm²（98 µm）、25（123 µm）、28（176 µm）、30（221 µm）。厚度翻了 2.25 倍，膜依然连续、没有裂纹[1]。

为什么干法能扛住？[1] 用 micro-CT 把两种电极都"切"开看了内部（图 2）：

干法与湿法的内部差别：a 是循环后的 micro-CT 三维重建——DPCE 是活性物相（绿）与碳相（红）双连续贯通的致密骨架，标注为 Robust framework；SCE 里能看到多处贯穿裂纹（Multiple cracks），活性物载量也明显更低；b 是循环后沉积到锂负极上的金属量（ppm）：DPCE 为 Ni 201 / Mn 77 / Co 11，SCE 为 Ni 308 / Mn 119 / Co 19；c 是表面 NiF₂ 的 TOF-SIMS 面扫，右侧 SCE 的信号明显更强。（来源：Ryu et al. 2023, Fig. 4；许可证：CC BY 4.0）

干法的内部是"双连续"的：活性物颗粒被 MWNT 网络包裹、碳相与活性物相各自连通到整个电极，中间没有空白区。这种结构有两个好处——电子有路可走，而且没有溶剂挥发留下的收缩痕迹。

湿法的裂纹正是这么来的：溶剂从厚涂层里往外跑，表层先干、内部后干，收缩不同步，裂纹就有了。载量越高，这条路越走不通——[1] 里湿法要做到 22 mg/cm² 就出现脱层，而干法做到 30 还稳。

700 圈 84% vs 78%：差的不只是循环

电化学上的对比（半电池 1.0C 400 圈、全电池 0.5C 700 圈）：

几个值得记的读法：

第一，差距在"高载量 + 长循环"里才显出来。低载量、短循环时两者都能跑；一旦载量上去（22 vs 16 mg/cm²）、圈数拉长（400 圈），湿法就掉到 35%，干法还有 67%。

第二，干法更厚，扩散反而更快。这有点反直觉——电极厚了锂离子路径该更长。原因是结构：干法的双连续网络让电解液能进到电极内部，而湿法的厚电极在干燥后容易形成致密表层，把离子挡在外面[1]。

第三，也是最实在的一条——湿法电极在循环后掉的不只是容量，还有活性物。micro-CT 显示 SCE 里面有大量空洞；更有意思的是 b 图：沉积到锂负极上的金属离子，SCE 明显更多（Ni 308 vs 201、Mn 119 vs 77），表面 NiF₂ 的信号也更强。也就是说，湿法电极的活性物在循环中被溶出、迁移到了对面——那 5 个百分点的容量差，是从这里漏掉的。

三条边界，先说清楚再谈推广

其一，这是 NCM712 正极 + 刻蚀铝箔的组合。换成别的活性物（比如高镍、富锂、或者负极硅基），粉体的成型性、以及 MWNT 的分散性都会变，配方要重调。不能直接说"干法适用于所有极片"。

其二，压力与温度要配套。10 MPa / 30 s 是在刻蚀铝箔 + PVDF 177 °C 熔点这个体系里定出来的；不刻蚀、或者换粘结剂，这套窗口就不成立——[1] 的对照里，普通铝箔的附着明显更差。

其三，装配在干房里。软包是在露点 −50 °C的干房内装配的[1]，这对产线环境有要求；干法虽然不用有机溶剂，但对水分的敏感度并没有降低。

顺带说一个别被误读的数字：摘要里提到载量上限可以到100 mg/cm²，那是工艺能力的演示；真正给出完整电化学数据的是 22–30 mg/cm² 这一段，以及 31 mg/cm² 的锂金属软包（首放 187 mAh/g、0.5C 100 圈 85%、按整包算 360 Wh/kg 与 701 Wh/L）。

回过头看，这篇工作的价值不在于"干法比湿法好"这个结论，而在于它把干法成立的条件讲清楚了：刻蚀的集流体 + 能熔的粘结剂 + 一个不太高的压力窗口。三者缺一个，干法就退化成"把粉压在上面"。

下一次听到"无溶剂干法"，先问三句：集流体刻蚀了吗、粘结剂熔了吗、压力和时间是多少。

原文参考：Ryu, M.; Hong, Y.-K.; Lee, S.-Y.; Park, J. H. Ultrahigh loading dry-process for solvent-free lithium-ion battery electrode fabrication. Nature Communications, 14, 1316 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37009-7（CC BY 4.0）