內(nèi)阻小、擴(kuò)容方便、成組效率高，使得方形電池在中國市場廣受青睞。與此同時，為進(jìn)一步挖掘能量密度、容量和安全空間，降低系統(tǒng)成組成本，大尺寸電芯+疊片工藝正成為各家電池企業(yè)在方形電池路線上的一致方向。

【資料圖】

目前，包括蜂巢能源、比亞迪、億緯鋰能、捷威動力、國軒高科等企業(yè)均朝著這一方向發(fā)展，例如蜂巢能源的短刀電池、國軒高科啟晨L300/L600、億緯鋰能LF560K儲能電池、比亞迪刀片電池、欣旺達(dá)大方形電池等系列。

企業(yè)向疊片邁進(jìn)的共識，也催生了疊片設(shè)備市場的快速爆發(fā)，據(jù)電池中國了解，目前包括光大激光、先導(dǎo)智能、贏合科技等多家裝備企業(yè)疊片設(shè)備需求快速增長。“由于動力和儲能電池對產(chǎn)品性能以及大規(guī)模智能制造的持續(xù)追求，鋰電設(shè)備行業(yè)將迎來新的歷史挑戰(zhàn)。”日前，深圳市光大激光科技股份有限公司（簡稱“光大激光”）董事長何林在第四屆新能源汽車及動力電池(CIBF2023深圳)國際交流會上表示，這對于聚焦鋰電高端設(shè)備制造領(lǐng)域的企業(yè)來講則是機(jī)遇。事實上，深耕疊片設(shè)備領(lǐng)域，并且在這一技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)突破效率、良率和成本的光大激光，正迎來國內(nèi)、國外訂單的爆發(fā)。

全球新能源汽車和儲能行業(yè)蓬勃發(fā)展，帶動鋰電池設(shè)備市場需求持續(xù)上漲。數(shù)據(jù)顯示，2022年中國鋰電設(shè)備市場規(guī)模為1000億元，同比增長70%。預(yù)計2025年鋰電設(shè)備市場規(guī)模有望超1500億元。其中，疊片設(shè)備需求有望占不小的比例。

作為鋰電設(shè)備行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，成立于2003年的光大激光，主要為新能源、3C等行業(yè)提供智能制造解決方案。公司致力于激光和智能裝備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。而在鋰電設(shè)備領(lǐng)域，光大激光主要研發(fā)激光模切機(jī)、切疊一體機(jī)、電芯自動組裝線、模組/Pack自動組裝線等設(shè)備，廣泛應(yīng)用于動力和儲能電池的生產(chǎn)制造。尤其是在疊片工藝領(lǐng)域，公司自主研發(fā)的多片Z型疊，在疊片效率、產(chǎn)品一致性方面均處于行業(yè)領(lǐng)先水平，一定程度上推動了中國方形疊片電池制造技術(shù)的發(fā)展。

01

破解大電芯制造良率和成本難題，切疊一體機(jī)成迭代方向

“提升疊片效率和設(shè)備性價比是未來疊片設(shè)備的研究方向，”在光大激光副總經(jīng)理江洪道博士看來，疊片機(jī)的未來發(fā)展方向是切疊一體機(jī)。現(xiàn)階段，疊片設(shè)備經(jīng)過多個階段發(fā)展，產(chǎn)品主要有單片Z型疊片機(jī)、熱復(fù)合疊片機(jī)和光大激光研發(fā)的多片Z型疊片機(jī)等。其中，前兩者設(shè)備占地面積大，設(shè)備投入成本較高，生產(chǎn)效率和工藝上也不同；而多片Z型疊片機(jī)具有適合涂膠與非涂膠工藝、生產(chǎn)效率高、單位產(chǎn)能設(shè)備投入成本低、設(shè)備占用面積小等優(yōu)勢。

據(jù)江洪道介紹，多片Z型疊片機(jī)可以根據(jù)不同極片尺寸匹配雙工位三片疊（390以下）或單工位五片疊（590），模切裁切5-6片極片長停頓一次（機(jī)械手取片），相比傳統(tǒng)設(shè)備減少了模切停頓次數(shù)，提高模切效率。

多片Z型疊片機(jī)在皮帶輸送、取片機(jī)構(gòu)、極片糾偏、疊片平臺、覆膜機(jī)構(gòu)、極組轉(zhuǎn)運、隔膜分切、貼膠組件、熱壓平臺等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，確保了疊片效率、穩(wěn)定性、安全性和可靠性的多維提升。

此外，多片Z型疊片機(jī)設(shè)備操作、換料位置均在設(shè)備邊部，方便操作及更換物料；設(shè)備內(nèi)部留有維護(hù)通道，方便設(shè)備檢修及維護(hù)；還能根據(jù)客戶需求可集合極耳切割、熱壓、短路測試、稱重、測厚等多種功能。

得益于多片同時疊片，390電芯，雙疊臺疊片效率0.125s/p；590電芯，單疊臺疊片效率0.17s/p，效率媲美卷繞。

為了滿足大尺寸電芯大規(guī)模制造，提升制造效率和產(chǎn)品一致性需求，江洪道認(rèn)為，未來疊片設(shè)備會朝著激光切與疊片集成、隔膜分切等方向發(fā)展。

目前光大激光已經(jīng)完成激光切與疊片集成。“兩個設(shè)備集成最大的好處就是切極耳之后不用收卷再放卷，極耳翻折風(fēng)險大大降低；其次，切片的同時切極耳，極片的邊緣和極耳的精度尺寸可以更好控制；再者，激光切和疊片集成后，設(shè)備占地面積更小、能耗降低，同時操作人員減少。”江洪道表示。

在隔膜分切上，有熱切和冷切兩種方式。熱切的好處是兩邊形成了蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，極片和隔膜都封在電芯里面，對電芯的成本控制有優(yōu)勢。

02

應(yīng)對全球市場爆發(fā)，光大激光多維發(fā)力

當(dāng)下，汽車電動化、能源清潔化正成為全球發(fā)展方向，動力電池、儲能電池作為關(guān)鍵載體，面對更大市場爆發(fā)需求，正向著大規(guī)模、高效率、智能化方向迭代，對裝備提出了新的需求。面對當(dāng)下高端鋰電智造市場的挑戰(zhàn)，何林表示，光大激光主要在以下幾方面進(jìn)行了部署：

1、研發(fā)團(tuán)隊建設(shè)

針對新能源設(shè)備的開發(fā)，光大激光建立了三大研發(fā)中心，一個工藝實驗室。光大激光組建了頂尖的研發(fā)設(shè)計團(tuán)隊，聚集物理、光學(xué)、機(jī)械、電子、電氣和計算機(jī)等各方面專業(yè)人才。跨領(lǐng)域跨學(xué)科的技術(shù)融合創(chuàng)新，以及經(jīng)過二十年來大量應(yīng)用及沉淀，為打造高端鋰電設(shè)備奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2、技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)品升級

光大激光非常重視科研創(chuàng)新，每年堅持將營收的8%左右投入研發(fā)。經(jīng)過多年研發(fā)積累，公司已經(jīng)掌握了無廢料邊激光切極耳、多片疊、硬連接片蓋板焊接、復(fù)合焊接、激光及運動控制、視覺檢測和智能制造等十余種核心技術(shù)。

公司早在2017年就布局了目前產(chǎn)業(yè)界都在使用的無廢料邊激光切極耳發(fā)明專利，在多片疊設(shè)備方面，公司也申請了40多項相關(guān)專利。

此外，光大激光還配置一批資深工程師長期從事基礎(chǔ)性研究工作，不斷進(jìn)行核心技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)行設(shè)備的正向開發(fā)，保持公司產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)先性和對技術(shù)變化的敏感性，持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)品升級。

3、鋰電設(shè)備向“三高五化”趨勢發(fā)展

隨著下游客戶要求的不斷提高以及行業(yè)技術(shù)水平的持續(xù)進(jìn)步。鋰電生產(chǎn)設(shè)備將向高精度、高效率、高穩(wěn)定性、無人化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化、低碳節(jié)能化的“三高五化”趨勢發(fā)展。

目前，光大激光各類產(chǎn)品在效率、精度、穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化等方面，已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

在效率方面：激光模切速度為60-120m/min；切疊效率0.12-0.2s/pcs；電芯組裝效率為12-30ppm；模組pack組裝效率為18-42ppm。在不斷的探索總結(jié)中，設(shè)備持續(xù)向更高性能升級迭代。

4、全球化進(jìn)程加快，企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張

隨著越來越多鋰電池廠商海外擴(kuò)產(chǎn)，國產(chǎn)鋰電設(shè)備全球化進(jìn)程逐漸加快。為滿足市場需求，光大激光在原有深圳光大激光工業(yè)園的基礎(chǔ)上，開拓了綿陽、滁州等研發(fā)生產(chǎn)基地，持續(xù)提升研發(fā)能力和交付能力，助力全球新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

大尺寸電芯+疊片工藝正成為全球主機(jī)廠布局的重要路線之一；同時，全球市場的電力儲能大電芯也普遍采用疊片工藝。面對全球市場，光大激光持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新，在裝備領(lǐng)域通過更高效率、更好品質(zhì)和更低成本，深獲國內(nèi)外客戶認(rèn)可。據(jù)悉，僅2022年，光大激光就拿下了多個海外裝備訂單，開始配套海外市場。而未來，隨著全球市場進(jìn)入放量增長階段，光大激光的發(fā)展也有望迎來躍遷。

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