發(fā)表時間：2020-02-11 次數(shù)：479 作者：高工鋰電
一度被寄于厚望的軟包電池，在國內(nèi)電動汽車市場配套上似乎陷入泥濘。
憑借高能量密度、高安全性、設計靈活、內(nèi)阻相對較小等優(yōu)點，過去兩年，軟包動力電池增長勢頭明顯，不少相關企業(yè)也風光無限。
但進入2019年之后，局面發(fā)生了變化。高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）數(shù)據(jù)顯示，2019年上半年國內(nèi)軟包電池裝機量達到2.63GWh，占全部動力電池裝機量約8%，這比2018年的整體占比13.4%下降了近6個百分點。
更為明顯的是，不少排名領先的軟包電池企業(yè)在裝機量排名上也出現(xiàn)了明顯下滑。
軟包裝機量下滑的背后，原因錯綜復雜，既有車企產(chǎn)品的選擇調(diào)整，也有動力電池行業(yè)慘烈的競爭。這其中，不可忽視的一個非常重要的因素就包括，軟包電池企業(yè)的產(chǎn)能掣肘。
產(chǎn)能掣肘，生產(chǎn)制造過程中核心設備的效率不高要承擔主要責任。疊片設備就是其中之一。
與方形電池采用的卷繞工藝相比，軟包電池采用的疊片工藝需控制的性能參數(shù)多、工藝相對復雜、結構難點多、電芯良率、優(yōu)率、設備穩(wěn)定性、稼動率提升較為困難。
用一個很形象的比方，疊片是將一塊布先剪切成一條條，然后再精細準確地層疊起來，要求不能一絲偏差。卷繞則直接把這塊布卷起來，偏差在一定范圍即可。兩者的難度，肯定不在同一個等級上。
這種工藝的差距，直接通過設備的效率和性能反映出來，最終影響到了產(chǎn)線投入和產(chǎn)能效率之上。這甚至讓一家從車企切入動力電池領域的企業(yè)不惜自己重金投入做疊片設備的開發(fā)。
從效率困境看，目前國內(nèi)Z型單工位疊片機效率普遍在1s/pcs,國外日韓卷疊是0.17s/pcs。其中國內(nèi)中天和自動化設備采用的雙凸輪結構單工位疊片機效率是0.6s/pcs，雙工位可高達0.25s/pcs，且能批量生產(chǎn)。
對比數(shù)據(jù)可看出國內(nèi)疊片機效率存在差距。不過其他方面，國內(nèi)設備優(yōu)勢更明顯，例如性價比高，兼容性強，售后服務好等特點，市場上基本已取代日韓。
國內(nèi)外的設備差異，原因主要有三點。首先國外日韓設備在鋰電方面投入較早，在專利和知識產(chǎn)權保護下，選用的疊片工藝跟國內(nèi)不同。國外疊片工藝是先將負極與隔膜裁切成單元進行疊片，再跟正極用卷繞方式制成電芯。
國內(nèi)為規(guī)避專利法訴訟，主要用熱復合和Z字型疊片工藝，大致是將正負極，隔膜裁切后直接層疊，做成電芯后熱壓，貼膠下料。國內(nèi)的疊片工藝相對來說，較為復雜，對設備要求高，進而生產(chǎn)效率方面受限制。
其中熱復合疊片工藝的代表企業(yè)是先導智能、吉陽自動化；Z字型疊片工藝代表的企業(yè)是超業(yè)精密和中天和自動化。
其次電池型號兼容性。受新能源市場爆發(fā)，國內(nèi)電池企業(yè)一般要求疊片設備至少兼容六款型號不同的電池。國外日韓設備只專注于一款或兩款電池型號。自動化設備兼容性越強，做精做強耗費的成本就越高。
同等條件下，跟國外相比，國內(nèi)設備兼容性強，自然在穩(wěn)定性和稼動率方面就相對差一些。
最后國產(chǎn)設備注重搶占市場份額，關注性價比，售后服務等客戶體驗。國外日韓設備則走高端路線，只服務特定領域的電池企業(yè)。
縱觀2019年的國內(nèi)疊片設備市場格局，主要集中在先導智能、超業(yè)精密、格林晟、贏合科技、中天和自動化、新宇智能（排名不分先后）等主營或包含疊片設備的裝備企業(yè)。
事實上，鋰電設備嚴重依賴于動力電池的發(fā)展。就疊片機設備企業(yè)發(fā)展而言，市場前景具體要看所獲主要訂單的電池企業(yè)。
業(yè)內(nèi)有種戲稱，將電池企業(yè)稱為大甲方，設備企業(yè)為小乙方。因此設備主供應的電池廠家占市場份額大，設備企業(yè)的市場份額自然高。很明顯，未來受電池企業(yè)頭部效應影響，疊片設備的市場集中度會提升，當然在技術上的挑戰(zhàn)也會更多。
針對疊片機的技術挑戰(zhàn)，包括利元亨、超業(yè)精密、中天和自動化等國內(nèi)設備企業(yè)都在不斷進行技術革新與迭代。
利元亨用全自動疊片動力電池裝配線，實現(xiàn)全部自動化流程對接，提高生產(chǎn)效率。主要包含對接疊片段極組上料，尺寸檢測，厚度檢測，X-Ray檢測，疊極組包膠帶，極組包預焊，極組極耳裁切，短路測試，連接片與極組超聲波終焊，頂蓋打碼，蓋板與連接片激光焊接，合芯，包絕緣片，極組入殼，激光預點焊，激光周邊焊，短路測試，驗漏及本段生產(chǎn)線物流等生產(chǎn)工藝。
超業(yè)精密董事長林萬盛將極片切割后的斷面視為“傷口”，認為疊片工藝在轉移和層疊極片過程中，對“傷口”的防護性不足，“傷口”處于不可控的狀態(tài)，導致后期電芯的安全性，一致性、良率、優(yōu)率差。
針對此研發(fā)出沖切疊一體機，能縮減切片與疊片之間工序轉接，減少“傷口”不可控時間，自動化程度高，電芯的對齊度和一致性高，目前已實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
中天和自動化開發(fā)出全自動切疊一體機，采用激光切割方式，節(jié)約運行成本，兼容不同極片型號，能實現(xiàn)即切即疊，疊片速度可達0.25秒/片。
粉塵方面，用負壓吸塵，刷粉除塵，布袋除塵及等離子風刀除靜電進行控制粉塵。
可靠性方面，運動模塊有定位銷固定，傳動部位自帶反饋值實時監(jiān)控。設備運營方面，人工減少2/3，占地面積減少1/2，實現(xiàn)設備的少人化，自動化。
總而言之，疊片機結構復雜，需控制的參數(shù)較多，過程復雜，主要集中在四個方面：
生產(chǎn)效率：生產(chǎn)受制于過程工序多和設備結構。目前解決方式是增加多工位，對來料進行管控，優(yōu)化結構布局，搞一體機模式。
電芯重片：疊片過程中，多抓取單片和有壞品未有效篩選。解決方案是用更精密的視覺傳感器檢測，直接剔除壞品，同時管控來料質(zhì)量，減少誤判幾率。
疊片單元對齊度：優(yōu)化設備結構，提高機加件的加工精度，CCD相機光源精度提高，裝配調(diào)試時注意細節(jié)。
尾部貼膠：電芯疊完后，尾部貼膠力度不夠，影響電芯性能。一般采用真空棍吸附，用輥壓方式，盡可能穩(wěn)定貼膠質(zhì)量，讓電芯表面不打皺，不受損傷。
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