8月10日消息，高能数造（西安）技术有限公司与黄冈师范学院全固态电池关键材料与技术实验室开展合作，基于自研3D打印电池装备成功制备出单层扣式电池及50×50mm软包锂金属固态电池。该电池在室温下即可稳定完成充放电循环，工艺一致性得到验证，成为业内首次公开利用3D打印制备全固态软包电池的案例。这意味着，增材制造技术正式切入下一代动力电池的核心制程，为全固态电池的研发与制造提供了全新路径。
一、里程碑突破：3D打印全固态软包电池室温稳定循环
高能数造此次公布的成果，是3D打印与电池制造两个领域交叉融合的标志性事件。研究团队基于自研的3D打印电池装备，成功制备了单层扣式电池以及50×50mm规格的软包锂金属固态电池，后者已接近商用电芯的形态。在室温条件下，该电池能够稳定完成充放电循环，多次循环后性能保持良好，验证了3D打印工艺在全固态电池制造中的一致性与可重复性。
软包形态的意义不容小觑。与扣式电池等实验室常用形态不同，软包电池是消费电子与动力电池领域最主流的封装形态之一，其制备成功意味着3D打印工艺已能支撑接近工程化形态的全固态电池制造。全固态电池被视为下一代锂电技术的核心方向，用无机或聚合物电解质替代传统电解液后，能量密度与安全性均有显著提升空间，但制造工艺的复杂性也大幅提高，3D打印恰好在其中找到了切入点。
二、三大工艺突破：电解质原位层叠、绝缘胶框与界面优化
作为国内首个将3D打印技术应用于全固态电池领域的企业，高能数造在湿法实验线中集成了多项颠覆性工艺能力，其中最具代表性的是高精度3D打印原位层叠技术。该技术能够将单层或多层电解质原位连续打印在正极或负极表面，实现电解质与电极的一体化成型。在打印精度上，超薄聚合物电解质膜可控制在10微米以下，复合电解质膜20微米以下，硫化物电解质膜30微米以下，均达到行业领先水平。
原位层叠技术最直接的价值在于破解固固界面难题。传统工艺中，电解质膜与电极的贴合依赖外部加压，界面处容易产生空隙与阻抗；而原位打印让电解质直接在电极表面成型，形成连续无间隙的界面结合，有效改善正负极与电解质之间固固界面相容性差的问题，确保离子高效传输，从根源上降低界面阻抗。
针对全固态电池制程中的安全痛点，高能数造还推出了绝缘胶框打印工艺。全固态电池引入等静压工艺虽能提升致密度，但叠片与等静压过程中极片易发生变形，进而引发短路风险。通过高精度打印控制系统，企业可在极片边缘或电解质表面精准打印回形绝缘胶框，兼具结构支撑、正负极物理隔离与水汽阻隔三重作用，从制程端降低内短路风险。该工艺具备微米级制造能力，材料兼容性优异，可适配氧化物、卤化物、硫化物等不同电解质体系。
| 制程环节 | 3D打印方案 | 核心价值 |
|---|---|---|
| 电解质成型 | 原位层叠打印 | 固固界面无间隙，阻抗大幅降低 |
| 极片与电芯 | 一体化成型 | 减少工序，提升一致性 |
| 安全防护 | 绝缘胶框打印 | 防内短路，隔离水汽 |
| 界面优化 | 打印与等静压协同 | 提升致密度与贴合度 |
三、全固态电池的三大痛点与3D打印的破局逻辑
与传统液态锂电池不同，全固态电池采用无机或聚合物电解质替代电解液，其生产过程面临三大行业共性难题：其一，固态材料对水氧高度敏感，硫化物电解质遇水会释放有毒气体，生产环境要求极为苛刻；其二，固固界面接触阻抗难以控制，电解质与电极之间的离子传输效率直接决定电池性能；其三，极片成型过程易开裂，超厚电极与超薄电解质膜的制备对工艺精度要求极高。常规锂电生产装备无法适配这些特殊需求，定制化装备成为产业刚需。
3D打印的破局逻辑恰恰针对这些痛点：原位层叠打印让电解质直接在电极表面成型，无需外部贴合工序，从源头规避界面空隙；微米级打印精度让超薄电解质膜与复杂电极结构的制备成为可能；逐层成型的工艺特性还赋予电芯结构设计更大的自由度，可打印三维离子通道、梯度结构等传统工艺难以实现的设计。在工艺路线上，高能数造强调湿法与干法并非替代关系，而是互补关系：干法代表未来方向，湿法仍是当下最成熟、最通用的研发平台，3D打印在其中均能找到用武之地。
四、从实验室到产线：装备矩阵与产业化落地
3D打印电池技术能走多远，取决于装备体系的完整度。高能数造首创「工艺+装备」深度协同的研发模式，已掌握全固态电芯一体化制备、超薄复合固态电解质膜制备、干法电极高品质原纤化等18项核心技术。2026年，公司联合西安交通大学突破6.88mAh/cm²超厚干法电极量产技术，8系NCM克容量达220.5mAh/g，可稳定制备7微米氧化物电解质膜及20微米以内硫化物电解质膜，电极精度达1微米。
在产线布局上，高能数造打造了从实验级、小试级、中试级到量产级的完整产线矩阵，推出硫化物电解质涂布设备、高品质原纤化设备、纤维网络强化设备、硫化物电解质专用转印设备等整线核心装备，全面适配硫化物、氧化物、聚合物、卤化物四大材料体系，覆盖纯干法、纯湿法、干湿结合三大工艺路线。公司已中标全国首条全固态电池3D打印中试线，中科院物理所采用其设备创造了硫化物全固态电池性能新纪录；在广州建成的200MWh干法电极中试示范线，已实现20小时连续稳定生产，综合良率超过95%。
凭借扎实的装备能力，高能数造已服务宁德时代、中国一汽、东风汽车、赣锋锂业等头部企业及100多家科研院所，并于2026年跻身SMM Tier1锂电材料装备供应商行列，先后获评国家高新技术企业、陕西省专精特新中小企业，入选「21世纪全国创新公司50强」。
五、产业展望：3D打印电池装备的想象空间
全固态电池产业化正在全球范围内加速：车企、电池厂、材料企业纷纷加码布局，硫化物、氧化物、聚合物、卤化物多条技术路线并行推进。在这一进程中，装备与工艺的协同能力成为决定产业化速度的关键变量。3D打印电池装备切入的不仅是实验室工具市场，更是未来全固态电池量产的核心工艺装备赛道。
从商业模式看，3D打印电池装备企业提供的已不只是单台设备，而是「装备+工艺+整线方案」的一体化服务，从材料制备、极片成型到电芯装配全链条贯通，据公开合作反馈，采用其方案的研发主体平均研发周期缩短30%以上，试错成本降低近40%，产业化进程明显加速。当然，3D打印电池技术仍面临批产一致性、成本控制与长期循环寿命验证等挑战，距离大规模商业化还有一段路要走。但此次全固态软包电池的公开亮相，已经为增材制造在新能源赛道的价值写下了有力注脚。
总结
高能数造与黄冈师范学院合作制备的3D打印全固态锂金属软包电池，实现了业内首次公开验证。电解质原位层叠、绝缘胶框打印等核心工艺直击固固界面与水氧敏感等产业痛点，叠加从实验线到中试线的完整装备矩阵，增材制造正在下一代电池制造中扮演越来越重要的角色。
来源：3D打印资源库、高能数造、搜狐科技