0571-85175569
电池制造工艺主要分为叠片工艺和卷绕工艺两种技术路线。目前中国电池企业的主要技术方向以围绕卷绕为主，但随着叠片技术的进步，大量电池企业开始进入叠片领域。
中信证券近期研报指出，目前主流电池企业均有叠片电池技术路线规划，在方形电池大尺寸趋势下，伴随叠片设备技术进步，叠片工艺有望得到大规模应用。
电池联盟注意到，全球领先电池企业中，LG新能源、比亚迪、SK on、中创新航、远景动力和孚能科技都已布局叠片路线。
国内企业方面，11月2日，蜂巢能源官宣自主研发的第三代高速叠片技术成功量产。全新的叠片技术融合了极片热复合与多片叠融合技术，在叠片效率方面实现了颠覆性突破，达到0.125秒/片，相比第二代效率提升超过200%，同时设备单位占地面积同比减少超过40%，而且产品安全性更好、生产良品率更高。
作为率先将高速叠片工艺引入方形电池生产的电池企业，蜂巢能源第三代高速叠片技术量产，将引领动力电池行业加速进入叠时代。
9月9日，孚能科技推出了全新动力电池解决方案——SPS（Super Pouch Solution）。在低温性能部分，该电芯采用全极耳和叠片工艺，配备液冷板和纳米保温材料，还应用了低温快速自加热设计。
9月3日，欣旺达发布了SFC480超级快充动力电池产品。在结构创新方面，该产品采用叠片&无连接片链接技术，电芯100%采用CT检测技术，使叠片精度达到±0.1mm，同时采用CCD在线检测防止不良率流出，进一步保障叠片精度。
比亚迪于2020年3月发布刀片电池。采用叠片工艺生产刀片电池，对齐度可以控制在0.3mm内，叠片效率为0.3s/pcs。
中创新航2019年推出全球首创全极耳叠片技术及产品，从根本上解决了卷绕结构产品的R角析锂安全风险，大大提高安全性能；2022年第二季度，结合了全极耳、热复合、超高速叠片等技术的新一代“全极耳热复合切叠一体系统”在中创新航的方形电池产线上效率和精度再次获得巨大突破，整机系统高达500pcs/min，叠片精度提升至0.25mm。
国外企业方面，LG新能源大部分采用叠片式软包设计，其电芯目前主要采用Stack & Folding 堆叠工艺。
SK on拥有独特的叠片技术，确保电芯在充放电循环中不会产生极芯扭曲，电芯寿命更长、安全性更高。
叠片和卷绕是锂电池中段生产的核心环节，相较于卷绕工艺，叠片工艺在提升能量密度、安全性和循环寿命上，更加具备优势。
当前，市场主流的电池工艺是卷绕工艺，主要原因在于生产效率高、成本低，应用也更加成熟。但卷绕工艺有一个致命缺点，就是难以控制电芯之间的热隔离，容易导致电芯局部过热，存在热失控的风险。
而叠片工艺，则可以更好的发挥电芯的优势，在安全性和能量密度上，比卷绕工艺更具优势。除此之外，叠片工艺可以更好的控制电芯良率，提高能量密度，增加续航里程。
根据机构预估，到2027年，国内叠片电池产能将达到845GWh，对应的相关设备市场空间达253亿元，或将是动力电池领域又一潜力赛道。
叠片工艺加速导入，多家设备厂商已获批量订单。自去年以来，随着头部动力电池厂积极扩产，一众国产设备商的叠片机已经大批量中标，未来叠片机国产替代趋势日益明朗。
其中，包括先导智能、利元亨、海目星、科瑞技术、赢合科技、格林晟、福能东方（超业精密）、吉阳、亿鑫丰、中天和、新宇等积极布局叠片设备市场。
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。
国内厂商多应用Z字型叠片机、切叠一体机，包括先导智能、利元亨、格林晟、科瑞技术、赢合科技、超业精密等；热复合叠片机相对而言技术难度更高，国内如先导智能、吉阳智能等采用。
订单方面，目前，先导智能叠片机已获大批量订单，如今年3月中标200+台叠片机订单（切叠一体机和热复合叠片机）。据悉，2021年，先导智能叠片设备出货量高达400余台，2022年有望再创新高。
利元亨此前一季度切叠一体机的签约量较以往大幅增长，预计2022年将继续保持强劲的热销态势。
科瑞技术于2021年8月中标蜂巢能源切叠一体机项目，对应中标价格1.76亿元，并于今年下半年进行订单交付。
就市场空间而言，起点锂电预计，随着叠片工艺持续切入，到2025年软包以及长薄型方形电池需求量合计将超1300GWh，对应叠片机设备空间将超300亿元。
同时，各设备厂商持续发力，将有效改善叠片缺陷。当前设备厂商正积极寻求叠片设备、工艺突破，努力将叠片工艺向高效率、高精度、高良品率方向推进。
先导智能目前热复合叠片单机效率在0.125s/pcs，双工位切叠一体机的叠片效率在0.35s/pcs/工位，已达到或者超出日韩设备水平，领先全球。
利元亨动力切叠一体机采用高速叠片工艺，目前叠片速度可达0.15s/pcs，同时正在开发整机0.125s/pcs的超高速叠片工艺。现已获得行业头部企业的广泛认可，实现批量生产。
同时，除了先导智能、利元亨等深耕锂电行业多年的设备商外，叠片机环节也涌入了较多新进入者，此外奥特维、博众精工等光伏和3C行业设备商也不断涌入叠片机环节，将不断推动叠片路线变革并持续提升叠片效率。
比如，今年7月24日，博众精工公告称，公司于7月21日收到《中标通知》，公司中标蜂巢能源在盐城二期基地的锂电生产设备项目，中标金额约2.02亿元，中标内容为高速切叠一体机。
此外，叠片工艺对极片裁切设备要求更高，五金模具作为当前主流裁切设备有望受益，如德新交运（致宏精密）等。同时，未来随着激光裁切设备的技术突破，也有望带来新的增量，如海目星、赢合科技等。
圆柱、方壳、软包的发展方向，还是不同的企业根据自身的情况进行不同的选择。各自有利弊。
圆柱：由于4680电芯的标准化，采用卷绕工艺，单个电芯的制造速度在提高，使用场景也在拓宽
方壳：保持现有的尺寸，可以继续用卷绕的工艺，但发展成方壳叠片过渡尺寸，成为短刀和长刀后，会自然地采用叠片工艺
潜力最大是卷绕的大圆柱电池，这是因为 围绕成熟工艺开始导入的干电极的工艺，我们有很大的想象空间，更有特斯拉和宝马在大力推动。
发展最快是叠片：随着比亚迪、亿纬锂能、蜂巢能源和中航锂电的加入，中国的电池企业都朝着超级叠片+刀片电池方案开始设计，在海外有三星SDI、LG化学、SK甚至松下等有诸多企业在尝试，这块的技术发展有很大的想像空间。
目前发展路线更平稳的还是卷绕：方壳卷绕已经成为成熟工艺，我们也看到了在原有的产能建设方面，这条路线的走势也是最强的。
电池企业围绕工艺的选择要做取舍，但是走势越来越清晰，随着技术创新的发展，动力电池TWh大规模制造时代是每个电池企业不可回避的点，谁能做好这点，就能在动力电池成为大规模标准化产品的阶段，找到自己的立足根本。
从产业化进度来看，从去年特斯拉的电池日发布会就可以看到无钴高镍的技术路线是特斯拉一直所倡导的，4680大圆柱电池就是高镍的方向。4680电池落地明确的除了特斯拉，宝马、戴姆勒均有涉及大圆柱方向的布局，美国新兴造车Lucid、Rivian早期即采用圆柱方案。宝马4695三元大圆柱预计开标100-120GWh，7年周期，预计2024年大批量生产。
特斯拉进度要更快些，目前特斯拉还未与任何供应商签署4680电芯的供应协议，并且在积极自研。预计22年可实现装车，起量预计在23年后。特斯拉规划不会把4680镍基用于所用车，主要在长续航的车辆中使用。明年年初如果实现顺利装车，22年全年有望10万辆ModelY(在美国销售的长续航版)将使用4680电池，对应装机9GWh。
4680电池目前在特斯拉加州Fremont 工厂附近电池工厂试生产，估计产能为每年10GWh，估计2022年大规模生产4680电池。特斯拉柏林工厂旁将建立产能为50GWh的电池厂，柏林电池工厂未来也将是4680电池重要生产基地之一。
LG化学和三星SDI 都完成了特斯拉4680 电池的样品生产，三星SDI目前正在测试验证阶段。两家制造巨头都想获得大订单——为特斯拉提供动力电池。三星的新电池投产时间表尚不明确，但LG 化学的计划是最早在2023年实现大规模生产。
从特斯拉和电池厂规划看，有机构观点预计4680从2022年开始进入加速渗透期，2022-2024年4680在特斯拉销量的渗透率为7%、27%、45%，此后进入稳定期，宝马4695三元大圆柱预计开标100-120GWh，预计2024年大批量生产。
文章来源： 电池联盟，南烛看市，汽车电子设计朱玉龙，起点锂电大数据，红刊投服平台
服务热线