长电芯制造及Pack制造正在往高效量产路上快速迈进-电子发烧友网

兼顾性能、安全及成本，电芯/模组/Pack结构的迭代升级成为当前动力电池企业的重要路径。长电芯（刀片电池）、大模组（MEB590）、CTP（cell to pack）等新工艺频出，对于装备企业而言，技术迭代风口隐现的是挑战与机遇。

从技术发展趋势看，长电芯/大电芯以及以CTP为代表的系统高效成组技术是未来动力电池的发展趋势，头部动力电池企业也在不断探索长电芯及电池Pack制造的“最优解”。

以刀片电池为例，长电芯结构利用长而薄的形状特点提升了电池包Z向利用率，散热性明显提高，并且其本身可以作为结构件，叠加CTP技术，可以使安全性更好、成本更低、体积能量更高。

然而值得注意的是，长电芯虽然可以有效减少结构性零部件的应用，但不可否认在同等工艺水平下，电芯越长，其在生产过程中的对齐度、效率、良品率等都将受到影响。而基于长电芯的CTP过程难度也更高。

这就意味着，能够解决长电芯、CTP规模化制造难题的装备企业，将率先分享工艺迭代新周期的技术红利。

长电芯的制造痛点

高工锂电了解到，长电芯结构创新背后，最困难不是研发电芯本身，而是能否实现高良品率的规模化量产。

利元亨技术负责人向高工锂电表示，长电芯在装配过程中主要面临的难点在于：

1、因来料电芯连接片厚度大，连接片折弯需要比较大的压力，要用力位反馈全闭环控制技术，单次推动容易使极耳在这个过程中折断。

2、长电芯顶盖焊接与传统的电芯顶盖焊接不同，需旋转电芯配合焊接头的摆动轨迹完成焊接，焊缝狭窄，容易焊偏，焊接难度大。

3、焊接和机构间的摩擦，让电芯生产过程中不可避免地会产生的粉尘，粉尘失控容易造成电芯短路起火，因此长电芯生产过程中有着严苛的车间洁净度要求。

4、一直以来，因为长电芯的蓝膜拉扯容易变形、包膜容易形成气泡等原因，包膜机构成为长电芯组装线的一大难题。

5、Z型贴胶极耳撕裂问题。贴胶部位是极耳位置，鉴于极耳薄，承受力很小，贴胶的力值和效果会直接导致极耳撕裂。

而在长电芯Pack过程中，则需要解决高兼容、高柔性生产，克服因包体重量过大转运难的问题，Pack的双侧面加顶部焊接问题，兼顾连接片焊接的品质问题等等。

可以看到，长电芯极片长度引发的“全工序”痛点，已经严重影响了锂电池产品良率及产线效率。

利元亨“剑指”长电芯智造

作为高端智能制备和工厂自动化解决方案供应商，利元亨在长电芯组装线及Pack自动化线领域抢先获得突破。

高工锂电获悉，利元亨长电芯组装线及Pack自动化线已在合作企业项目中得到充分验证，获得客户一致好评。

利元亨技术负责人介绍，围绕长电芯制造痛点，公司针对性创新研发了长电芯极耳折弯工艺、长电芯激光顶盖焊接技术，通过全方位除尘，有效防止电芯短路；采用关键包膜机构，精准包裹电芯；不同的产品结构采用相对应的贴胶方式，从根源上解决极耳贴胶撕裂。

在极耳折弯工艺上，利元亨创新采用两次成型折弯技术，循序渐进，在保证极耳不受损的情况下，高效完成极耳折弯工艺。

在长电芯激光顶盖焊接环节，利元亨采用特有的紧固方式对产品进行完全紧固，避免转盘转动导致产品产生位移。并使用深度视觉检测技术，准确抓取电芯运动轨迹，焊接平台通过软件进行差补处理，同步配合焊接头的运动，对准狭窄焊缝，实现电芯顶盖的高速精准焊接。目前能够稳定的保持焊接优率。

在除尘方案上，利元亨创新采用内外部除尘结合的方式：内部采用AAF空气过滤器配合除尘系统抽风换气，对内部游离粉尘进行清洁，确保设备洁净。外部严格控制粉尘的产生，避免使用有粉尘产生风险的机构与元器件，对产线各段设置粉尘监管点。并通过对关键因子的DOE设计，结合流体分析工具、3D增材制造等方法，得出最优的焊接口除尘方案，全方位无死角除尘。

在包膜工艺环节，利元亨取膜部分采用伺服+C5级直线模组驱动移位及备料循环等方式，最终攻克长电芯的包膜难题。

针对针对极耳贴胶撕裂问题，利元亨备用了多种贴胶方式，Z形胶采用先贴底部连接片后贴隔膜的方式，L形胶采用先整形后匹配贴胶的方式，不同的产品结构采用相对应的贴胶方式，从根源上解决极耳贴胶撕裂。

长电芯制造痛点的解决以及项目现场的实际验证，充分体现了利元亨“高端智能制造”标签下的技术属性与产品实力。

长电芯Pack线量产

在长电芯Pack自动化产线创新解决方案上，利元亨同样亮出了“剑锋”。

高工锂电了解到，利元亨量产的长电芯Pack线具有兼容范围广、整线全物流AGV对接、焊接良率高达99.9%、连接片焊后基于3D视觉的高精度检测等优势特点。

一方面，利元亨长电芯Pack组装线可兼容最大2500*1350，最小700*1200的包体，适应多种车型的电池包体，实现高兼容、高柔性生产。

另一方面，该Pack线可实现600kg的电芯全物流AGV周转，自动化程度高，克服因包体重量过大转运难的问题。

值得一提的是，焊接是pack里的核心工艺，一个焊点不良往往会导致整个电池包报废。利元亨使用机器人带焊接头机构，多角度完成pack的双侧面加顶部焊接，并配合单独压力监控装置，实现高达99.9%的焊接良率。

而连接片的焊接品质几乎决定着电池包整体的导通优良性，过大或过小的焊缝截面积都将使得电池包的电性能与标准值产生较大偏离，因此连接片的焊后检测在pack组装中尤为重要。利元亨方案在连接片焊后，基于3D视觉的高精度检测，检测目标高，严格把控连接片焊后品质。

在利元亨的创新智造方案加持下，长电芯制造及Pack制造在高效量产路上快速迈进。

总结