鋰電設(shè)備自動化水平直接決定電池性能
鋰離子電池是指以嵌鋰化合物為正負(fù)極材料的二次電池,在充放電過程中,鋰離子在兩個電極間往返脫嵌和嵌入,俗稱“搖椅電池”。鋰離子電池充放電性能好、能量密度高、電壓高、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點突出,在二次電池領(lǐng)域所占市場份額迅速提升,除了在消費類電子產(chǎn)品電池里廣泛應(yīng)用之外,更是目前新能源汽車動力電池主流路線。
鋰離子電池的制造流程可分為電極制片、電芯裝配、激活檢測和電池組裝四個主要工序。其中,電極制片又包括正極片和負(fù)極片制作,主要環(huán)節(jié)包括配料、攪拌、涂布、輥壓、分切和極耳等步驟。由于電極片的好壞直接決定了電池整體的性能,因此電極制片是鋰離子電池制造的關(guān)鍵工藝。
鋰離子電池制造設(shè)備是指鋰離子電池生產(chǎn)線上所需要的各類機械設(shè)備,簡稱為“鋰電設(shè)備”。除了電池本身所用材料之外,制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備是決定電池性能的重要因素。隨著動力電池需求的激增,鋰電設(shè)備市場迎來新一輪高增長,同時由于電池性能要求的不斷提高,鋰電池制造設(shè)備也在經(jīng)歷技術(shù)革命,向著高自動化方向邁進(jìn).
按照鋰離子電池的生產(chǎn)流程,鋰電設(shè)備主要可以分為前端設(shè)備、中端設(shè)備和后端設(shè)備。前端設(shè)備主要是指電極制片工序中所需要的真空攪拌機、涂布機、輥壓機和分切機等。涂布工藝要求將攪拌后的漿料均勻地涂在金屬上,厚度精確到3μm以下,分切要需要保證切片表面不能存在任何毛刺,否則會對后續(xù)工藝產(chǎn)生很大影響。因此,前端設(shè)備是電池制造的核心設(shè)備,關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量。中端設(shè)備主要覆蓋電芯裝配工序,主要包括卷繞機或疊片機、電芯入殼機、注液機以及封口焊接等設(shè)備,后端設(shè)備主要覆蓋電芯激活化成、分容檢測以及組裝成電池組等工藝。相對而言,中后端設(shè)備如入殼、封口、檢測等機器相對簡單,技術(shù)要求不高。
從鋰電池成本的角度來看,動力電池原材料部分成本的彈性低,占目前電芯總成本的50%左右,而剩下的50%則包括銷售費用、財務(wù)費用、設(shè)備折舊等,由于目前國內(nèi)動力電池的規(guī)模效應(yīng)仍然較低,造成攤銷費用高,電芯和電池的成本隨之升高。從去年開始,國內(nèi)的動力電池廠已經(jīng)紛紛計劃擴產(chǎn),通過使用高端自動化鋰電池生產(chǎn)裝備實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),也這是拉動國內(nèi)鋰電設(shè)備行業(yè)發(fā)展的核心動力。