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前言：在动力电池“方”与“圆”的拉锯中，方形电池在2021取得了胜利，到今年一季度仍然占据全球市场的半壁江山。在方形电池的发展中，叠片工艺逐渐成为发展趋势，叠片设备大放异彩，本篇就从细分赛道等角度出发，和大家聊聊叠片设备行业的情况。在《叠片设备系列二》中我还会补充其他的内容。
重申下，所有的内容来自于公开的渠道（不是所有的公开渠道大家都能接触到），如果有涉及商业利益的，请联系本人调整。
近期据市场调研机构SNE Research数据显示，方形电池在全球电池市场的份额从2021年第一季度的53.1%增加到2022年第一季度的63.6%。同期，圆柱形电池的份额从21.2%下降到15.6%。在方形电池在全球动力电池的发展中大放异彩，同时也带来了相关设备行业的发展，叠片工艺作为方形电池工艺中的重要部分，带来了叠片设备的高增量，下面详细聊聊叠片设备行业的情况。
卷绕/叠片为锂电池中段电芯装配工序的最核心环节。卷绕为将分条后尺寸相匹配的极片及隔膜、终止胶带等卷成极芯的一种生产工艺；叠片则将极片与隔膜交替堆叠在一起，最终完成多层叠片极芯的一种生产工艺。
目前叠片机为技术路线 类：Z 字型叠片机、 切叠一体机、热复合叠片机和卷叠一体机。其中 Z 字型叠片机和切叠一体机本质均为 Z 字型叠片，也是国内应用较为广泛的机型；热复合叠片机最大的特点为实现正极、负极和隔膜一次性完全切片堆叠，有效提高了叠片及电芯的质量和生产速率，相对而言技术难度更高；国外以 LG 新能源为例，采用的是卷叠一体机，效率较高但受 LG 专利保护。
Z 型叠片技术是目前较为常见的一种叠片工艺，但是Z型叠片技术的问题在于隔膜容易变形且堆叠效率不高，在这样的背景下叠片一体机逐渐成为发展趋势。在叠片设备中，目前切叠一体机逐渐成为发展趋势 ，其优点在于提升良率和提升效率，布局 Z 字型叠片路线的设备厂商包括先导智能、利元亨、格林晟、科瑞技术、赢合科技、福能东方（超业精密）等。
提升良率：电池在不同工序转运过程中容易发生损伤，将多个环节集中到一台设备上，就能够在工艺流程上减少电池损伤的可能性。切叠一体机将极片模切/激光切、Z 字型叠片机、贴胶热压机三类机型进行整合，解决了折弯和吸片的问题，通过减少上下料、转运工序，减少磕碰、提高良率。
提升效率：切叠一体机将正负极片和隔膜同时收放，在主叠片台或摆杆作用下，呈 Z 字型折叠，当叠放至设定片数后，隔膜裁切贴胶，再热压成电芯，如先导智能最高叠片效率达800PPM（0.075s/pcs），利元亨高速切叠一体机的叠片速度达 0.15s/pcs。
热复合叠片机极片和隔膜同时收放，能够避免Z 字型叠片隔膜变形等问题。热复合式叠片机生产的极芯界面平整，隔膜的机械性能、孔隙率、平均孔径、极片与隔膜界面等均匀一致，电芯质量更高。
热复合叠片技术难度比 Z 型叠片更高，适合高能量密度大电芯。热复合叠片机比 Z型叠片多热复合和辊压等工序，技术难度更高，后期注液等工序难度更大；热复合叠片机同时集成制片、叠片、热压一体，高效节能、省空间，更适用于高能量密度大电芯。
布局热复合切叠技术路线的公司包括先导智能、吉阳智能等，根据先导智能微信公众号，先导智能的热复合设备集放卷、冲切、制片、热复合、隔膜裁断、叠片、贴胶、下料等功能于一体，无 PET、可平均节约 1 千万米/年/台，从而降低生产成本。
LG 享有 Stack & Folding 专利，不对外出售，设备商为德国 MANZ，其工艺流程一般是先将正负极片裁切成单元，并通过对转台与升降吸盘的设置，分别贴在隔膜上；然后用卷绕的方式将极片分别包裹起来，实现两组正负极片相间叠放，速度和效率较高。
叠片技术路线仍处于迭代中，一方面切叠一体机成为发展趋势，另一方面叠片效率不断提升。
目前国内主流技术路线为 Z 字型叠片，切叠一体机能够较大程度地提升叠片良率，逐渐取代传统的 Z 字型叠片，切叠一体机将极片模切/激光切、Z 字型叠片机、贴胶热压机三类机型进行整合，简化中间工序、减少磕碰，从而提高良率。
过去叠片受制于效率这一发展瓶颈，目前国内叠片机厂商均注重提升叠片速度，例如利元亨高速动力切叠一体机目前最优叠片速度 0.15s/pcs（三工位，即单工位为 0.45s/pcs），正在开发整机0.125s/pcs 的超高速叠片工艺，先导智能的切叠一体机最高叠片效率达 800PPM（0.075s/pcs），切叠稳定效率为 0.45s/pcs（单工位），叠片效率的提升是取代卷绕工艺的关键， 故需要跟踪叠片机厂商切叠一体机、叠片效率提升等关键技术指标进展情况。
小结：在国内叠片设备商的共同努力下，我国叠片设备国产替代趋势日益明朗。除了传统主力设备商一些新进入者也在不断发展，而国外设备 Z 型叠片经验不足以及价格和交期上不具备竞争力，叠片机的国产替代趋势日益明朗。
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