头部电池公司纷纷布局 叠片工艺有望得到大规模应用

2023-03-15      598 次浏览

电池制造工艺重要分为叠片工艺和卷绕工艺两种技术路线。目前我国电池公司的重要技术方向以围绕卷绕为主,但随着叠片技术的进步,大量电池公司开始进入叠片领域。


中信证券近期研报指出,目前主流电池公司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,叠片是指将极片和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,全球头部电池公司未来产品规划逐渐向叠片电池切换。


有分析师表示,叠片工艺能有效防止卷绕工艺中由于极片、隔膜折弯而出现的掉粉、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,以比亚迪和蜂巢能源为例,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。


多家头部电池公司布局叠片工艺


电池联盟注意到,全球领先电池公司中,LG新能源、比亚迪、SKon、中创新航、远景动力和孚能科技都已布局叠片路线。


国内公司方面,十一月二日,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和多片叠融合技术,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公司,蜂巢能源第三代高速叠片技术量产,将引领动力锂电池行业加速进入叠时代。


九月九日,孚能科技推出了全新动力锂电池解决方法SPS(SuperPouchSolution)。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。


九月三日,欣旺达公布了SFC480超级快充动力锂电池产品。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年三月公布刀片电池。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。


远景动力软包锂电池均为叠片工艺。


国外公司方面,LG新能源大部分采用叠片式软包设计,其电芯目前重要采用Stack&Folding堆叠工艺。


SKon拥有独特的叠片技术,确保电芯在充放电循环中不会出现极芯扭曲,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量达到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重要分为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法供应商,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,重要为新能源客户相关供应锂电池制芯、电芯装配、电池模组装配等工序段的相关设备。


赢合科技十一月四日在投资者互动平台表示,公司的叠片机产品性能领先,重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锂电池市场的发展,将面对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,重要瓶颈就在于叠片和卷绕效率的差异,叠片机仍处于技术迭代期,和国外设备仍有较大差距。


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