锂电池生产设备行业发展情况
思瀚产业研究院 金银河    2023-01-27

（1）锂电池生产工艺流程

锂电池的生产工艺比较复杂，大致可分为极片制作、电池单元（电芯）制作和电池组装三个工段。锂电池极片制作工艺包括电极浆料制备、电极浆料涂布、辊压、分切、极耳焊接等工序；锂电池电芯制造工艺主要包括卷绕或叠片、入壳封装、注入电解液、抽真空并封装等；电池组装工艺主要包括化成、分容、组装、测试等。锂电池的典型生产工艺流程如下图所示：

金银河的产品目前主要应用于锂电池生产最前端的电极（极片）制备，包括正负极浆料混合设备、涂布设备和辊压设备。在锂电池生产工艺流程中，电极浆料的制备既是最前端的环节，电极浆料制备又包括配料和搅拌，其中搅拌效果直接影响电池性能，是电极浆料制备最关键的一步。

锂电池的正、负极浆料制备都包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程，并且伴随着温度、粘度、环境等变化。在正、负极浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接影响到锂离子在电池两极间的运动，因此电极浆料的分散质量直接影响锂电池的产品性能。

电极浆料涂布是极片制造的关键工艺之一，影响涂布质量的因素很多，其中涂布头的制作精度，设备运行速度的平稳性和以及运动过程中张力的控制，烘干过程风量风压大小及温度曲线控制都将影响涂布质量。

锂电池极片的辊压工序为了提高电池极片表面材料的密度及厚度的一致性，在正负极浆料涂布工序之后增加辊压过程。电池极片的辊压是一个正负极板上电池材料压实的过程，其目的在于增加正极或负极材料的压实密度，合适的压实密度可增大电池的放电容量，减小内阻，减小极化损失，延长电池的循环寿命，提高锂离子电池的利用率。

（2）行业发展现状

我国锂电池的产业化从 90 年代起步，早期设备主要依赖进口。随着我国锂电池制备技术从不成熟到成熟，从实验室到产业化，国内的锂电池装备也经历了以手工制造为主逐步发展到今天的半自动或全自动化的产业化装备制造。目前国内锂电池专用设备行业已经形成一定规模，基本涵盖锂电池制造的所有环节，并且在一定程度上实现了进口替代。国内锂电池生产设备行业的发展大致经历三个阶段，前两个阶段，我国锂电池设备行业实现了从设备大量依赖进口到自主研发规模化自动化成套装备的转变。

近年来，日本三洋、松下、索尼等外资锂电巨头纷纷调整其全球战略，在中国投资建设新的生产基地；与此同时，国内锂电池产业在政府的新能源政策支持下也进入快速发展的新阶段。技术上，随着国际社会对环境污染和能源资源的忧虑，锂电池开始进入到大容量储能电池和高倍率动力电池应用领域的研究和制造。国内一些锂电设备制造厂商抓住契机，在充分借鉴国外锂电装备制造技术的基础上，率先转向全自动化控制、可实现大规模稳定生产的锂电池装备研发与制造，使国产锂电池装备向国际水平发展。

（3）行业发展趋势

锂电池专用设备发展至今已不仅仅是简单的实现功能，现在关注更多的是设备的精度、安全性以及生产的一致性。以目前增长最快的动力电池为例，新能源汽车用锂电池往往需要上千个电芯串联成电池组以保证能量的供应，每个电芯标准的统一、性能的稳定对电池组的性能和质量起着关键性的作用。高精度、全自动化的锂电设备将使生产出的锂电池具有良好的一致性，从而能够保证锂电池的安全性和稳定性，成为未来锂电池专用设备的发展方向。

具体的，我国锂电池专用设备行业的发展趋势如下：

①自动化水平的提升

目前，我国锂电设备与国外先进设备在自动化水平上有一定的差距。全自动化的锂电池生产设备将在保证锂电池生产工艺的基础上，使制造的锂电池具有较好的一致性，从而保证锂电池具有较高的安全性。例如在动力锂电池等大容量电池领域，对其中串联形成电池组的电芯一致性要求很高，下游客户对生产设备的自动化水平的提升需求较为迫切。未来，我国锂电设备在电极制作方面，需要重点提高设备的工作效率和自动化水平，尤其是要提升浆料的批次稳定性以及电池的一致性。

②产品精度的提升

锂电池技术和性能的提升对动力电池的发展和普及新能源汽车至关重要，是我国新能源战略的核心技术，而锂电池性能的提升离不开锂电生产设备的发展。锂电设备行业要快速发展，在设备的工艺性能设计上，需要不断满足锂电池的新工艺、新技术和新发展的变化，将锂电池制造的工艺细节、工艺参数融入到设备的设计和制造中，使设备真正成为保障电池生产独特工艺技术的专用设备。

③动力锂电生产设备将成为行业发展重点

动力锂电池在未来锂电产业发展中将占据较大的市场份额，这将使动力锂电池生产设备进入新的发展时期。由于动力锂电池对安全性的高要求，给动力锂电生产设备在稳定性和精度方面提出了更高的要求，动力锂电产业化流程和生产线的设计成为行业内研发的难点与重点，行业内企业需要与下游客户加强合作，紧跟客户需求。