國產鋰電池自動化設備行業發展方向

動力電池作為新能源汽車的核心部件，其品質直接決定了整車性能。鋰電池制造設備一般為前端設備、中端設備、后端設備三種，其設備精度和自動化水平將會直接影響產品的生產效率和一致性。而激光加工技術因為其自身的技術優勢，在鋰電池行業的電芯和模組等激光焊接、極片材料切割，打標等發揮著越來越重要的作用。鋰電設備泛指在鋰電池出產過程中運用的各種制作設備。鋰電設備對鋰電池功能和本錢有重大影響，是決議因素之一。鋰電池出產工藝較長，出產過程有50多道工序，相應需求50多種設備來完結各道工序的制作。工藝環節決議了鋰電池設備龐雜，專用性強。

一、激光焊接工藝

　　從鋰電池電芯的制造到電池PACK成組，焊接都是一道很重要的制造工序，鋰電池的導電性、強度、氣密性、金屬疲勞和耐腐蝕性，是典型的電池焊接質量評價標準。

　　焊接方法和焊接工藝的選用，將直接影響電池的成本、質量、安全以及電池的一致性。在眾多焊接方式中，激光焊接以如下優勢脫穎而出：首先，激光焊接能量密度高、焊接變形小、熱影響區小，可以有效地提高制件精度，焊縫光滑無雜質、均勻致密、無需附加的打磨工作；其次，激光焊接可精確控制，聚焦光點小，高精度定位，配合機械手臂易于實現自動化，提高焊接效率，減少工時，降低成本；另外，激光焊接薄板材或細徑線材時，不會像電弧焊接那樣容易受到回熔的困擾。

　　電池的結構通常包含多種材料，如鋼、鋁、銅、鎳等，這些金屬可能被制成電極、導線，或是外殼；因此，無論是一種材料之間或是多種材料之間的焊接，均對焊接工藝提出了較高要求。激光焊接的工藝優勢就在于可以焊接的材質種類廣泛，能夠實現不同材料之間的焊接。

　　二、極耳切割

　　激光焊接在鋰電池制造中的應用也非常廣泛，幾乎貫穿了生產的各個環節。鋰電池尤其是動力鋰電池的生產，需要對極耳進行切割，但是傳統的模切方式不僅成本高，而且容易出現安全問題。模切刀在使用過程中，會不可避免地出現磨損，進而掉落粉塵、產生毛刺。而粉塵、毛刺正是導致電池過熱、短路、爆炸等危險問題的罪魁禍首。為了避免危險，模切刀就需要經常更換。但是其價格高達幾十萬元甚至上百萬元，這樣一臺模切機一年要消耗幾百萬元。一條鋰電池生產線往往配備8～10臺模切機，這就導致模切機的耗材成本在整個鋰電池的生產成本中占到了很大的比重。

　　相對于傳統的模切方式，高功率、在線式激光切割一是無耗材，大大降低了成本；二是速度快，能大幅提升生產效率；三是靈活性高，不僅能將以往新產品的設計、試切過程從幾個月縮短到幾天，而且間距、尺寸等也變得可以自由掌控。就成本而言，一次性投入僅增加30%，極短時間就能收回成本。

鋰各類鋰離子電池的制作可統一分為極片制作、電芯拼裝、電芯激活檢測和電池封裝四個工序段。極片制作工藝包含攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型等工序，是鋰離子電池制作的根底，對極片制作設備的功能、精度、穩定性、自動化水平緩出產效能等有著很高的要求；電芯拼裝工藝首要包含卷繞或疊片、電芯預封裝、注電解液等工序，對精度、功率、一致性要求很高；電芯激活檢測工藝首要包含電芯化成、分容檢測等；電池封裝工藝包含對構成電池組的單體電池進行測驗、分類、串并聯組合，以及對拼裝后的電池組功能、牢靠性測驗。

二、鋰電池出產設備職業現在開展基本情況

鋰電池職業里一些簡單工序的鋰電設備壁壘較低，加之看好下游鋰電池職業的開展，導致國內鋰電設備企業很多。觸及鋰電池出產設備領域的企業近300家，可是具有必定技能核心、規模較大的企業數量很少，有十幾家企業的產量在 1～3 億元之間，而其他 200 多家鋰電池設備企業營收均不超過 1 億元。這表明整個鋰電設備職業的集中度還是十分低的。很多中小企業無力負擔高額的研發費用，只能在低端設備上進行價格戰。

三、鋰電池設備未來開展方向

雖然國產化鋰電設備已經獲得巨大成果，但現在為止國產設備的技能水平還相對較弱，自動化程度不高，部分大型電池廠商仍需求進口國外設備。隨著動力鋰電池成為鋰電池開展的重心，鋰電設備的自動化和智能化成為必然要求。因為只要不斷下降的新能源轎車價格才干促進消費，這也就決議了新能源轎車的大開展必然要伴隨著動力電池本錢的不斷下降。動力電池本錢的下降不外乎兩條途徑，一是選用新的資料系統，進步能量密度。二是經過大規模出產來獲取規模化效應，下降本錢。從現在電池資料的開展來看，開發新的電池資料系統困難較大。經過大規模出產獲取規模效應來下降本錢是最為現實的途徑。根據評估，在整個動力電池的本錢中有 70%是可以經過規模化來下降的。這也部分解釋了為何特斯拉要投資 50 億美元建超級工廠。全自動化和智能化的鋰電池出產設備將在確保鋰電池出產工藝的根底上，使出產出的鋰電池具有較好的一致性，高牢靠的安全功能和直通良率，然后下降出產本錢。這對鋰電池制作設備的提出了更高要求。未來設備廠商需求聯合電池廠商一起打造自動化、智能化的出產線。鋰電設備泛指在鋰電池生產過程中使用的各種制造設備。鋰電設備對鋰電池性能和成本有重大影響，是決定因素之一。鋰電池生產工藝較長，生產過程有50多道工序，相應需要50多種設備來完成各道工序的制造。工藝環節決定了鋰電池設備龐雜，專用性強。

鋰各類鋰離子電池的制造可統一分為極片制作、電芯組裝、電芯激活檢測和電池封裝四個工序段。極片制作工藝包括攪拌、涂布、輥壓、分切、制片、極耳成型等工序，是鋰離子電池制造的基礎，對極片制造設備的性能、精度、穩定性、自動化水平和生產效能等有著很高的要求；電芯組裝工藝主要包括卷繞或疊片、電芯預封裝、注電解液等工序，對精度、效率、一致性要求很高；電芯激活檢測工藝主要包括電芯化成、分容檢測等；電池封裝工藝包括對構成電池組的單體電池進行測試、分類、串并聯組合，以及對組裝后的電池組性能、可靠性測試。