温等静压机（WIP）：解锁全固态电池量产的关键利器

在新能源革命的浪潮中，全固态锂电池（ASLBs）因其高能量密度、高安全性的革命性优势，被视为下一代动力电池的解决方案。然而，如何实现硫化物固态电解质（SE）与电极材料的高效界面融合，一直是制约其产业化的核心技术瓶颈。近日，韩国延世大学研究团队在《Energy Storage Materials》发表的最新成果中，揭示了一种通过温等静压机（WIP）优化固态电池制造工艺的创新方案，为低成本、高良率的规模化生产提供了新思路。

WS-70-200-600Mpa固态电池专用WIP简介

温等静压机是一种特殊的等静压机，它在等静压技术的基础上，结合了温度控制的功能。

等静压技术是一种利用高压液体或气体作为传压介质，将压力均匀地传递到被加工物体各个表面的技术。而温等静压机则在此基础上，通过加热系统对被加工物体进行加热，以实现温度和压力的双重控制。

温等静压机实物图

温等静压机（Warm Isostatic Pressing，WIP）是一种集高温与均匀压力于一体的先进成型设备。其工作原理是通过惰性气体（如氩气）在密闭腔体内施加各向同性压力（通常达数百MPa），并在高温环境下（如300-400℃）对材料进行热压处理。这种技术最初广泛应用于陶瓷、硬质合金等领域，近年来被引入锂电池制造，尤其在硫化物固态电解质膜（SE膜）的封装中展现出优势。

等静压原理图

陶瓷成型领域革新

提高陶瓷材料的致密度：WIP技术通过施加高温高压，使陶瓷材料内部的空隙和缺陷得到有效减少，从而提高了陶瓷的致密度和机械强度。

优化陶瓷材料的微观结构：在WIP的高温高压环境下，陶瓷材料的微观结构得到优化，晶粒尺寸和分布更加均匀，这有助于提高陶瓷材料的性能和稳定性。

实现复杂形状的陶瓷成型：WIP技术能够处理各种复杂形状的陶瓷成型体，满足不同领域对陶瓷制品的需求。

WIP赋能固态电池优势

提升电池性能

增强致密性：WIP通过施加高温高压，使固态电池的电极和电解质材料在微观层面上更加紧密地结合在一起。这种致密性的提升有助于减少电池内部的空隙和缺陷，从而提高电池的离子电导率和机械强度。

实验验证显示，WIP工艺使富镍三元正极（NCM 70%）的容量发挥率提升10%，为高镍体系在固态电池中的应用扫清障碍。

优化界面接触：在固态电池中，电解质与电极之间的界面接触是影响电池性能的关键因素之一。WIP通过高温高压处理，可以优化电解质与电极之间的界面接触，降低界面阻抗，从而提高电池的能量密度和功率密度。

等静压处理前后对比图

简化生产工艺

减少生产步骤：传统的固态电池生产工艺中，需要多个步骤来确保电池组件之间的良好接触和密封。而WIP通过一步法高温高压处理，可以显著减少生产步骤，提高生产效率。

降低生产成本：WIP的使用可以减少对额外密封步骤的需求，从而降低生产过程中的材料和人工成本。此外，由于WIP可以生产更高性能的电池，因此可以通过提高电池的能量密度和延长使用寿命来降低整体成本。文献中提出的“湿法浆料+原位硫化"工艺结合WIP封装，无需复杂真空镀膜设备，可将量产成本降低60%以上，为软包电池的大规模制造提供可行路径。

提高生产效率和良品率

自动化生产：WIP可以与自动化生产线相结合，实现固态电池的连续生产和高效输出。这种自动化生产方式可以显著提高生产效率，并减少人为因素导致的生产误差。

良品率提升：通过WIP处理，可以确保电池组件之间的良好接触和密封，从而降低因接触不良或密封不严导致的电池失效风险。这有助于提高固态电池的良品率，降低生产成本。