【环球新视野】头部电池企业纷纷布局 叠片工艺有望得到大规模应用

  • 发表于: 2022-11-17 09:31:03 来源:中国电池联盟

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。


(相关资料图)

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。

什么是叠片工艺?

据了解,叠片是指将极片与隔膜交替堆叠在一起,最终完成多层叠片极芯的一种生产工艺。和卷绕工艺相比,叠片工艺在能量密度、安全性、循环寿命等方面更具优势。

中信证券研报指出,在三种不同形态的锂电池中,圆柱电池仅使用卷绕工艺,软包工艺仅使用叠片工艺,方形电池既可以使用卷绕也可以使用叠片工艺 。目前,全球头部电池企业未来产品规划逐渐向叠片电池切换 。

有分析师表示,叠片工艺能有效避免卷绕工艺中由于极片、隔膜折弯而产生的掉粉、缝隙等极芯缺陷;同时,在倍率性上,叠片结构电池相比卷绕工艺的普通结构、极耳中臵结构、多极耳结构电池的倍率性能更好。从电池厂应用情况看,以比亚迪与蜂巢能源为例,叠片技术应用已逐步成熟 ,生产效率提升快速,部分情形下效率超远卷绕方式。

不过,叠片工艺也存在一些问题:如生产效率低、设备投资额较高等。

多家头部电池企业布局叠片工艺

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。

远景动力软包电池均为叠片工艺。

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。

叠片设备市场空间巨大

中信证券预计,未来方形电池中叠片工艺有望得到大规模使用,预测到2027年采用叠片设备的电池产能达到845GWh,对应叠片机设备空间约253亿元 ,折合未来5年CAGR达到35%。据悉,目前市面上应用的叠片机主要分为Z字型叠片机、切叠一体机、热复合一体机、卷叠一体机等四类。

当前,我国各大锂电设备厂商正加大力度布局叠片机领域。科瑞技术在回答投资者问题时称,公司定位于新能源锂电制造设备行业中后段解决方案提供商,叠片技术在行业处于领先地位,目前是行业消费电池叠片机的领先供应商之一,主要为新能源客户相关提供锂电池制芯、电芯装配、电池模组装配等工序段的相关设备。

赢合科技11月4日在投资者互动平台表示,公司的叠片机产品性能领先,主要客户包括蜂巢能源、比亚迪、欣旺达、德国大众等。

值得注意的,大部分叠片设备公司规模体量相对较小,想要匹配未来软包动力电池市场的发展,将面临大型锂电设备上市公司的冲击。有业内人士指出,目前叠片机尚未在电池行业普遍应用,主要瓶颈就在于叠片与卷绕效率的差异,叠片机仍处于技术迭代期 ,与国外设备仍有较大差距。

关键词: 叠片技术