锂电制造核心工序装备升维“路径”

全球锂电池产业正在发生深刻变革，动力电池性能、品质竞争升维带动新装备、新工艺迭代加快。

作为动力电池智造的后盾支撑，中国锂电装备企业不断致力于技术迭代与挖潜革新，提升产品价值与技术输出，以领先的商业化产品构筑强护城河。

在2021高工锂电年会上，从多家核心工序设备企业高层演讲分享来看，以智能制造、极限智造为目标，锂电制造核心工序段已经迎来全面升级。

制浆

在制浆环节，循环高效制浆工艺、双螺杆制浆工艺已经启动传统的双行星制浆工艺的替代，新一代制浆工艺大幅提升制浆效率的同时，解决传统制浆系统浆料不稳定、能耗高、污染、占地面积大等难题。

在2021高工锂电年会上，尚水智能、宏工科技、大蜥蜴、金银河均有所展现。

尚水智能工程技术中心副总监黄威表示，循环式制浆系统能够实现高效运营的逻辑是：1、粉体打散成烟雾状后与快速流动的液体接触，可实现更快地润湿；2、采用打循环的方式保证所有浆料被有效分散的时间基本相同，由此实现了更短地分散时间；3、采用小间隙（2mm）的定转子分散单元来提高分散强度，得到了更好的分散效果。

宏工科技匀浆事业部总经理汪谢指出，宏工新一代制浆机实现了重要的三大突破：1、在不影响制浆效率的情况下，产热减少；2、改进叶轮，实现产能放大化，同时解决金属磨损问题；3、改进分散模块，解决易返料、过载问题。

大蜥蜴副总经理陶子介绍，大蜥蜴高速制浆机可在一台机器上完成“混合-均质-分散”三个工步，适应黏度最高达10万mpa.s，固含量最高达到80%以上。

金银河锂电装备事业部总经理李小云透露，在制浆环节，金银河目前最大双螺杆生产线125型，正负极各一条生产线就能满足年产能6-9GWh需求，并在此基础上提高了产品的一致性。据统计，125型一年可节省919万千瓦的电能。

涂布

在涂布环节，双面涂布、双面同时干燥工艺也在逐步替代传统的折返式双层涂布机结构设计，前者的优势在于，可显著提升电池循环、容量、自放电、内阻等性能，提升干燥质量，节约设备成本和运行成本，节省安装空间。

嘉拓智能总经理齐晓东在2021高工锂电年会上表示，嘉拓智能新品双面同时底涂涂布机，双面底涂速度200m/min，若箔材、浆料更好能够达到300m/min。

同时，嘉拓智能针对涂布机智能化做了诸多思考与尝试：1、模头自动调节，与多架湿膜干膜联动闭环；2、尺寸自动调节，与CCD，纠偏及模头移动做闭环控制；3、模头自动清洁，不用打开模头，自动清洗模头流道内的浆料；4、自动穿带，在烘箱内及穿带不方便的位置实现自动牵引穿带。

信宇人营销总监郑耀祖介绍，信宇人的单向双面同时涂布机在1200mm涂宽状态下，涂布速度可达70m/min，涂布宽度量产了3种规格，有效涂宽依次为700mm-900mm-1200mm。同时兼具面密度更均匀、更好的电化学性能、更节能等多重优势。

辊压

在辊压工序，辊压分切一体机兼具电池极片轧制和分切功能，正在代替原有轧制和分切工序由两台独立设备完成的传统生产方式，在保障电池极片轧制与分切高精度和高一致性的基础上，显著提升电池极片的生产效率。

金银河锂电装备事业部总经理李小云表示，公司的高精密辊压分切一体机，辊压机采用双机连续辊压电池极片，电池极片反弹变形减少，尤其适合负极电池极片辊压；设有拉伸装置，通过张力辊和拉伸摆辊恒张力闭环控制，消除打皱；恒辊缝恒压力控制，确保极片辊压精度；主机轧辊完全同步，生产速度可达100m/min；热压恒温系统保证两轧辊温差±1.5℃。

易鸿智能董事长王刚介绍，易鸿智能辊压多级分切一体机的优势是：高速大幅宽辊压分切做到Max1500mm；具备在线分切宽度闭环系统&防缺口断带闭环系统；分切宽度精度≤±0.3mm；张力控制精度高，使用张力传感器+摆辊PID控制；轧辊压力，间隙闭环控制，轧辊使用伺服电机控制，降低能耗，提高传动精度。

卷绕

在卷绕工序，卷绕机工艺向更高效、兼容电芯尺寸范围大、精度更高方向演进。激光模切卷绕一体机应用规模也在不断扩大。

易鸿智能董事长王刚指出，激光模切卷绕一体机的优势是：模切速度120m/s，卷绕速度3m/s-3.5m/s；速度匹配有利于提高生产效率；极耳间距一键算法生成；激光复位重切闭环控制；极耳对齐度闭环控制：EA长度20m，极耳对齐度控制在±2mm内；EA长度40m, 极耳对齐度控制在±3mm内；Overhang闭环控制：过程精度±0.2mm，甩头甩尾±0.2mm；无扰动精准张力控制系统。

值得一提的是，在辊压分切和激光切卷绕衔接过程中，易鸿智能还实现了辊压分切和激光模切卷绕智能装备的一体化，生产数据上传MES系统，通过算法数据进行膜卷配对，实现生产大数据互联互通，提高设备OEE；提升整线制程优率；输出产品的一致性；输出产品的安全性；提升智能化生产及管理。

叠片

在叠片工序，动力电池电芯长薄化趋势下，卷绕工艺已无法满足需求，生产工艺向“叠时代”迈进。切叠一体机应用规模也在持续上量。

利元亨高速动力切叠一体机目前最优叠片速度0.15s/pcs，在技术突破方面：1、高速高精度裁切控制技术，精度可以控制在±0.15mm，大幅提升动力电池能量密度和安全性；2、整机粉尘分区域万级控制技术，解决生产粉尘顽疾；3、传送皮带人性化设计，更换时间10min，易操作易维护；4、叠片机械手电子凸轮同步性控制技术，设备协调性强，保障高速叠片效率；5、叠片辅助时间控制在＜6.5s内，有效提升生产效率。

兴禾自动化副总经理刘成在2021高工锂电年会上表示，在动力电池切叠一体机解决方案上，兴禾自动化在Z叠、多片叠及热复合叠片三个方向都有自己的解决方案。

其中，高效Z型切叠一体机单片叠片时间0.21秒，且叠片精度做到行业领先水准；多片叠型切叠一体机采用隔膜先裁断再堆叠技术，单片实现0.15秒；热复合叠片型切叠一体机适用于多个产品规格，精度达到Z叠方案水准。

干燥

在电芯干燥环节，接触式极速高真空烘烤设备也开始获得越来越多电池企业青睐，其优势在于，可大幅缩短烘烤时间，提高烘烤效率，降低生产能耗。

镭煜科技工程研发总监龙国斌在2021高工锂电年会上表示，目前镭煜科技研发的注液前干燥的全新三代电芯干燥系统较第二代系统承诺成本降低30%，占地面积减少50%，而且更标准化。

其中，镭煜科技研发的Roll To Roll开卷极速干燥系统具备干燥速度可达120m/min，幅宽兼容范围大；干燥一致性99.99%，干燥效果远优越于目前干燥设备；产能高,能耗低，相对产能情况下能耗低于8倍以上；通过前端极片高效干燥，迭代注液前的电芯干燥等性能优势。

化成分容

在化成分容工序，高串串联化成分容新技术也应运而生。采用该技术可将多电池串联起来，采用一个电流通道对多个电池进行检测，与并联设备比能提高化成或分容产品的一致性，显著提高能效。

广州擎天董事长孙君光表示，公司串联化成分容方案优势在于：1、电芯一致好。电流绝对一致，擎天已成功投运114串电源，进一步提高电芯一致性；2、节能降耗多。相比并联电源，充放电效率提高20个百分点，用电成本大幅下降；3、调试效率高。相比并联电源，调试检修维护工作减少50%以上，提高产线利用率；4、缺陷辨识全。智能识别电芯微小缺陷，提高系统安全。

仓储物流

在仓储物流环节，锂电行业也迫切需要智慧仓储整体解决方案，并且采取利用大数据分析为决策提供依据的解决方案以攻克现有难题。

利元亨研究院院长杜义贤博士表示，在智能仓储环节，利元亨提出了线库一体的方案，具备合理的空间规划、产能精确保证、整线稳定性高、完备的异常处理机制、安全可靠性高、WCS & WMS系统等优势。

在数字化场景落地方面，利元亨打造了智能工厂物流仿真系统。通过工厂物流2D仿真、3D仿真，物流堵料问题发生率0%，工厂布局规划合理，物流运行流畅，无异常。同时，还可通过园区数字孪生系统，实现工厂运营仿真，做到园区可视化、车间数字化管理、设备实时同步。