光大激光何林：多片Z型疊片機助力方形大電芯大放異彩
新能源汽車、動力/儲能電池產業發展迅猛，不斷超出行業預期。據不完全統計，截至目前，全球頭部電池企業規劃到2025年的鋰電池（動力+儲能）產能將超過3.5TWh。從電池工藝看，近年來，方形大尺寸電芯在全球動力、儲能電池領域的發展中備受青睞，裝機量大增，而疊片工藝作為方形大尺寸電芯制造工藝中的重要組成部分，帶動疊片設備迎來高增量期。
“相較于卷繞工藝，疊片工藝具有電芯散熱好、能量密度高、循環壽命長、安全性高，可兼容大小尺寸極組等優勢，目前主流電池企業均有疊片電池技術路線規劃。伴隨疊片設備技術不斷進步，疊片工藝也有望得到更大規模的應用。”深圳市光大激光科技有限公司董事長何林在第七屆動力電池應用國際峰會(CBIS2022)上如是說。
圖為深圳市光大激光科技有限公司董事長何林作演講
會議期間，在光大激光冠名的“新能源汽車的全球供應鏈變革”專場論壇上，何林作題為《疊片設備發展趨勢及工藝創新》的主題演講，向與會代表分享了光大激光對鋰電池疊片工藝和裝備發展趨勢的判斷及創新研發成果。
面向即將到來的TWh時代，為了縮短電池交付周期，一方面，頭部電池企業越來越關注在保障電池品質、提高良率的同時，如何提升單線設備生產效率；另一方面，設備企業也在蓄力，通過技術和產品創新，布局并助力電池企業下一階段的技術迭代和產能提升。
中信證券研報顯示，在主流電池企業方形大電芯趨勢帶動下，預計到2027年采用疊片設備的電池產能將達到845GWh，對應疊片機設備空間約253億元，折合未來5年CAGR達到35%。
作為鋰電池中段電芯裝配工序核心環節，業內人士指出，疊片工藝此前未能大規模應用主要受制于生產效率低、良率低等問題。
在此背景下，提高疊片工藝效率已成為疊片設備重要的研究課題，何林在會上判斷，“疊片機未來的發展方向將是切疊一體機。”
據何林介紹，“切疊一體機具備不產生重片、僅輕微掉粉、生產效率高、設備投入成本低、占地面積小等優勢，有望成為未來市場應用主流。”
目前切疊一體機主要技術路線分為三類：單片Z型疊片機、熱復合疊片機和多片Z型疊片機。
何林表示，從適用工藝看，這三類疊片機均適用于涂膠工藝，而單片Z型疊片機和多片Z型疊片機還適用于非涂膠工藝。
從降本增效表現看，單片Z型疊片機應用較早，生產效率較低；熱復合疊片機和多片Z型疊片機生產效率較高。單片Z型疊片機和熱復合疊片機占地面積較大、投入成本較高；而多片Z型疊片機則占地面積較小，且由于生產效率大幅提升，使設備投入成本顯著降低。
值得注意的是，為了進一步提升生產效率，何林介紹道，從疊片機技術升級趨勢看，單片Z型疊片機是采用增加疊片臺數量的方式，但目前單疊臺效率提得很高，已經快達極限，而且整個控制性、穩定性、操作維護等難度增大，疊片效率無法大幅提升；熱復合疊片機采用提高熱復合的方式，但從研究結果看，如果再提高熱復合，隔膜在高速制程中或將無法承受，導致疊片效率也難以提升。
“而光大激光研發的多片Z型疊片機采用疊片數量增加（1片-N片）方式，提升效率更為方便，且多片疊同時覆膜，相較單片Z型疊片減少了隔膜產生的褶皺，進一步提高了覆膜效率；解決了極耳翻折痛點；減少極卷轉運，提高了極片成型精度；高效自動化降低了人工成本，一舉多得。”由此，何林認為，相較單片Z型疊片機和熱復合疊片機，光大激光多片Z型疊片機的關鍵性能表現更優，性價比更高。
以300*100mm極片尺寸為例，目前光大激光多片Z型疊片機效率可達0.12s/pcs。
作為電芯制造設備頭部企業，何林表示，光大激光主要為動力、儲能電池行業提供電芯中段、模組PACK段系統解決方案，通過持續技術創新，大幅提高交付效率和客戶產線投資性價比，并已經與國內外頭部動力、儲能電池企業建立深度合作。
在產品布局上，何林表示，除了高速切疊一體機，光大激光還推出了激光極耳切割機、電芯封裝線、模組/PACK線等鋰電裝備。
據何林透露，光大激光高速切疊一體機具有減少物料轉運、結構緊湊、便于操作、性價比高等特點，疊片效率高達0.1-0.15s/p，400-600ppm，處于行業領先水平，并將助力電池企業方形大尺寸電芯等在下游應用中大放異彩。
業內人士表示，寧德時代、比亞迪、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、欣旺達等頭部電池企業封裝技術呈多元化，但仍以方形為主。除了應用于軟包外，疊片技術路線在方形電池的應用處于新舊設備迭代期，一方面切疊一體機成為發展趨勢，另一方面疊片效率不斷提升，具備前沿技術研發能力、設備自動化集成度高的企業有望進一步提高市場競爭力。
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