光大激光何林：多片Z型疊片機(jī)助力方形大電芯大放異彩
新能源汽車、動(dòng)力/儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，不斷超出行業(yè)預(yù)期。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，全球頭部電池企業(yè)規(guī)劃到2025年的鋰電池（動(dòng)力+儲(chǔ)能）產(chǎn)能將超過3.5TWh。從電池工藝看，近年來，方形大尺寸電芯在全球動(dòng)力、儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的發(fā)展中備受青睞，裝機(jī)量大增，而疊片工藝作為方形大尺寸電芯制造工藝中的重要組成部分，帶動(dòng)疊片設(shè)備迎來高增量期。
“相較于卷繞工藝，疊片工藝具有電芯散熱好、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性高，可兼容大小尺寸極組等優(yōu)勢(shì)，目前主流電池企業(yè)均有疊片電池技術(shù)路線規(guī)劃。伴隨疊片設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)步，疊片工藝也有望得到更大規(guī)模的應(yīng)用。”深圳市光大激光科技有限公司董事長(zhǎng)何林在第七屆動(dòng)力電池應(yīng)用國際峰會(huì)(CBIS2022)上如是說。
圖為深圳市光大激光科技有限公司董事長(zhǎng)何林作演講
會(huì)議期間，在光大激光冠名的“新能源汽車的全球供應(yīng)鏈變革”專場(chǎng)論壇上，何林作題為《疊片設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)及工藝創(chuàng)新》的主題演講，向與會(huì)代表分享了光大激光對(duì)鋰電池疊片工藝和裝備發(fā)展趨勢(shì)的判斷及創(chuàng)新研發(fā)成果。
面向即將到來的TWh時(shí)代，為了縮短電池交付周期，一方面，頭部電池企業(yè)越來越關(guān)注在保障電池品質(zhì)、提高良率的同時(shí)，如何提升單線設(shè)備生產(chǎn)效率；另一方面，設(shè)備企業(yè)也在蓄力，通過技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，布局并助力電池企業(yè)下一階段的技術(shù)迭代和產(chǎn)能提升。
中信證券研報(bào)顯示，在主流電池企業(yè)方形大電芯趨勢(shì)帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2027年采用疊片設(shè)備的電池產(chǎn)能將達(dá)到845GWh，對(duì)應(yīng)疊片機(jī)設(shè)備空間約253億元，折合未來5年CAGR達(dá)到35%。
作為鋰電池中段電芯裝配工序核心環(huán)節(jié)，業(yè)內(nèi)人士指出，疊片工藝此前未能大規(guī)模應(yīng)用主要受制于生產(chǎn)效率低、良率低等問題。
在此背景下，提高疊片工藝效率已成為疊片設(shè)備重要的研究課題，何林在會(huì)上判斷，“疊片機(jī)未來的發(fā)展方向?qū)⑹乔携B一體機(jī)。”
據(jù)何林介紹，“切疊一體機(jī)具備不產(chǎn)生重片、僅輕微掉粉、生產(chǎn)效率高、設(shè)備投入成本低、占地面積小等優(yōu)勢(shì)，有望成為未來市場(chǎng)應(yīng)用主流。”
目前切疊一體機(jī)主要技術(shù)路線分為三類：?jiǎn)纹琙型疊片機(jī)、熱復(fù)合疊片機(jī)和多片Z型疊片機(jī)。
何林表示，從適用工藝看，這三類疊片機(jī)均適用于涂膠工藝，而單片Z型疊片機(jī)和多片Z型疊片機(jī)還適用于非涂膠工藝。
從降本增效表現(xiàn)看，單片Z型疊片機(jī)應(yīng)用較早，生產(chǎn)效率較低；熱復(fù)合疊片機(jī)和多片Z型疊片機(jī)生產(chǎn)效率較高。單片Z型疊片機(jī)和熱復(fù)合疊片機(jī)占地面積較大、投入成本較高；而多片Z型疊片機(jī)則占地面積較小，且由于生產(chǎn)效率大幅提升，使設(shè)備投入成本顯著降低。
值得注意的是，為了進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，何林介紹道，從疊片機(jī)技術(shù)升級(jí)趨勢(shì)看，單片Z型疊片機(jī)是采用增加疊片臺(tái)數(shù)量的方式，但目前單疊臺(tái)效率提得很高，已經(jīng)快達(dá)極限，而且整個(gè)控制性、穩(wěn)定性、操作維護(hù)等難度增大，疊片效率無法大幅提升；熱復(fù)合疊片機(jī)采用提高熱復(fù)合的方式，但從研究結(jié)果看，如果再提高熱復(fù)合，隔膜在高速制程中或?qū)o法承受，導(dǎo)致疊片效率也難以提升。
“而光大激光研發(fā)的多片Z型疊片機(jī)采用疊片數(shù)量增加（1片-N片）方式，提升效率更為方便，且多片疊同時(shí)覆膜，相較單片Z型疊片減少了隔膜產(chǎn)生的褶皺，進(jìn)一步提高了覆膜效率；解決了極耳翻折痛點(diǎn)；減少極卷轉(zhuǎn)運(yùn)，提高了極片成型精度；高效自動(dòng)化降低了人工成本，一舉多得。”由此，何林認(rèn)為，相較單片Z型疊片機(jī)和熱復(fù)合疊片機(jī)，光大激光多片Z型疊片機(jī)的關(guān)鍵性能表現(xiàn)更優(yōu)，性價(jià)比更高。
以300*100mm極片尺寸為例，目前光大激光多片Z型疊片機(jī)效率可達(dá)0.12s/pcs。
作為電芯制造設(shè)備頭部企業(yè)，何林表示，光大激光主要為動(dòng)力、儲(chǔ)能電池行業(yè)提供電芯中段、模組PACK段系統(tǒng)解決方案，通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，大幅提高交付效率和客戶產(chǎn)線投資性價(jià)比，并已經(jīng)與國內(nèi)外頭部動(dòng)力、儲(chǔ)能電池企業(yè)建立深度合作。
在產(chǎn)品布局上，何林表示，除了高速切疊一體機(jī)，光大激光還推出了激光極耳切割機(jī)、電芯封裝線、模組/PACK線等鋰電裝備。
據(jù)何林透露，光大激光高速切疊一體機(jī)具有減少物料轉(zhuǎn)運(yùn)、結(jié)構(gòu)緊湊、便于操作、性價(jià)比高等特點(diǎn)，疊片效率高達(dá)0.1-0.15s/p，400-600ppm，處于行業(yè)領(lǐng)先水平，并將助力電池企業(yè)方形大尺寸電芯等在下游應(yīng)用中大放異彩。
業(yè)內(nèi)人士表示，寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、欣旺達(dá)等頭部電池企業(yè)封裝技術(shù)呈多元化，但仍以方形為主。除了應(yīng)用于軟包外，疊片技術(shù)路線在方形電池的應(yīng)用處于新舊設(shè)備迭代期，一方面切疊一體機(jī)成為發(fā)展趨勢(shì)，另一方面疊片效率不斷提升，具備前沿技術(shù)研發(fā)能力、設(shè)備自動(dòng)化集成度高的企業(yè)有望進(jìn)一步提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
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