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鋰電池生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院 金銀河    2023-01-27

（1）鋰電池生產(chǎn)工藝流程

鋰電池的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，大致可分為極片制作、電池單元（電芯）制作和電池組裝三個(gè)工段。鋰電池極片制作工藝包括電極漿料制備、電極漿料涂布、輥壓、分切、極耳焊接等工序；鋰電池電芯制造工藝主要包括卷繞或疊片、入殼封裝、注入電解液、抽真空并封裝等；電池組裝工藝主要包括化成、分容、組裝、測(cè)試等。鋰電池的典型生產(chǎn)工藝流程如下圖所示：

金銀河的產(chǎn)品目前主要應(yīng)用于鋰電池生產(chǎn)最前端的電極（極片）制備，包括正負(fù)極漿料混合設(shè)備、涂布設(shè)備和輥壓設(shè)備。在鋰電池生產(chǎn)工藝流程中，電極漿料的制備既是最前端的環(huán)節(jié)，電極漿料制備又包括配料和攪拌，其中攪拌效果直接影響電池性能，是電極漿料制備最關(guān)鍵的一步。

鋰電池的正、負(fù)極漿料制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過(guò)程，并且伴隨著溫度、粘度、環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中，顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接影響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此電極漿料的分散質(zhì)量直接影響鋰電池的產(chǎn)品性能。

電極漿料涂布是極片制造的關(guān)鍵工藝之一，影響涂布質(zhì)量的因素很多，其中涂布頭的制作精度，設(shè)備運(yùn)行速度的平穩(wěn)性和以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中張力的控制，烘干過(guò)程風(fēng)量風(fēng)壓大小及溫度曲線控制都將影響涂布質(zhì)量。

鋰電池極片的輥壓工序?yàn)榱颂岣唠姵貥O片表面材料的密度及厚度的一致性，在正負(fù)極漿料涂布工序之后增加輥壓過(guò)程。電池極片的輥壓是一個(gè)正負(fù)極板上電池材料壓實(shí)的過(guò)程，其目的在于增加正極或負(fù)極材料的壓實(shí)密度，合適的壓實(shí)密度可增大電池的放電容量，減小內(nèi)阻，減小極化損失，延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命，提高鋰離子電池的利用率。

（2）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化從 90 年代起步，早期設(shè)備主要依賴進(jìn)口。隨著我國(guó)鋰電池制備技術(shù)從不成熟到成熟，從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，國(guó)內(nèi)的鋰電池裝備也經(jīng)歷了以手工制造為主逐步發(fā)展到今天的半自動(dòng)或全自動(dòng)化的產(chǎn)業(yè)化裝備制造。目前國(guó)內(nèi)鋰電池專用設(shè)備行業(yè)已經(jīng)形成一定規(guī)模，基本涵蓋鋰電池制造的所有環(huán)節(jié)，并且在一定程度上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代。國(guó)內(nèi)鋰電池生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)的發(fā)展大致經(jīng)歷三個(gè)階段，前兩個(gè)階段，我國(guó)鋰電池設(shè)備行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備大量依賴進(jìn)口到自主研發(fā)規(guī)?；詣?dòng)化成套裝備的轉(zhuǎn)變。

近年來(lái)，日本三洋、松下、索尼等外資鋰電巨頭紛紛調(diào)整其全球戰(zhàn)略，在中國(guó)投資建設(shè)新的生產(chǎn)基地；與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)鋰電池產(chǎn)業(yè)在政府的新能源政策支持下也進(jìn)入快速發(fā)展的新階段。技術(shù)上，隨著國(guó)際社會(huì)對(duì)環(huán)境污染和能源資源的憂慮，鋰電池開(kāi)始進(jìn)入到大容量?jī)?chǔ)能電池和高倍率動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域的研究和制造。國(guó)內(nèi)一些鋰電設(shè)備制造廠商抓住契機(jī)，在充分借鑒國(guó)外鋰電裝備制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，率先轉(zhuǎn)向全自動(dòng)化控制、可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)的鋰電池裝備研發(fā)與制造，使國(guó)產(chǎn)鋰電池裝備向國(guó)際水平發(fā)展。

（3）行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

鋰電池專用設(shè)備發(fā)展至今已不僅僅是簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)功能，現(xiàn)在關(guān)注更多的是設(shè)備的精度、安全性以及生產(chǎn)的一致性。以目前增長(zhǎng)最快的動(dòng)力電池為例，新能源汽車用鋰電池往往需要上千個(gè)電芯串聯(lián)成電池組以保證能量的供應(yīng)，每個(gè)電芯標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一、性能的穩(wěn)定對(duì)電池組的性能和質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用。高精度、全自動(dòng)化的鋰電設(shè)備將使生產(chǎn)出的鋰電池具有良好的一致性，從而能夠保證鋰電池的安全性和穩(wěn)定性，成為未來(lái)鋰電池專用設(shè)備的發(fā)展方向。

具體的，我國(guó)鋰電池專用設(shè)備行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)如下：

①自動(dòng)化水平的提升

目前，我國(guó)鋰電設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備在自動(dòng)化水平上有一定的差距。全自動(dòng)化的鋰電池生產(chǎn)設(shè)備將在保證鋰電池生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，使制造的鋰電池具有較好的一致性，從而保證鋰電池具有較高的安全性。例如在動(dòng)力鋰電池等大容量電池領(lǐng)域，對(duì)其中串聯(lián)形成電池組的電芯一致性要求很高，下游客戶對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平的提升需求較為迫切。未來(lái)，我國(guó)鋰電設(shè)備在電極制作方面，需要重點(diǎn)提高設(shè)備的工作效率和自動(dòng)化水平，尤其是要提升漿料的批次穩(wěn)定性以及電池的一致性。

②產(chǎn)品精度的提升

鋰電池技術(shù)和性能的提升對(duì)動(dòng)力電池的發(fā)展和普及新能源汽車至關(guān)重要，是我國(guó)新能源戰(zhàn)略的核心技術(shù)，而鋰電池性能的提升離不開(kāi)鋰電生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展。鋰電設(shè)備行業(yè)要快速發(fā)展，在設(shè)備的工藝性能設(shè)計(jì)上，需要不斷滿足鋰電池的新工藝、新技術(shù)和新發(fā)展的變化，將鋰電池制造的工藝細(xì)節(jié)、工藝參數(shù)融入到設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造中，使設(shè)備真正成為保障電池生產(chǎn)獨(dú)特工藝技術(shù)的專用設(shè)備。

③動(dòng)力鋰電生產(chǎn)設(shè)備將成為行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)

動(dòng)力鋰電池在未來(lái)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中將占據(jù)較大的市場(chǎng)份額，這將使動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期。由于動(dòng)力鋰電池對(duì)安全性的高要求，給動(dòng)力鋰電生產(chǎn)設(shè)備在穩(wěn)定性和精度方面提出了更高的要求，動(dòng)力鋰電產(chǎn)業(yè)化流程和生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)成為行業(yè)內(nèi)研發(fā)的難點(diǎn)與重點(diǎn)，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要與下游客戶加強(qiáng)合作，緊跟客戶需求。