赋能储能大电芯智造 光大激光切叠一体机“进阶术”

摘要

随着一批中国设备企业对叠片设备进行持续、大力的研发投入。近两年，叠片技术工艺进展不断跃阶，让叠片设备能够在市场上快速起量。

储能电芯向大容量、低成本升级演进成为行业共识，受此驱动，方形叠片电芯在储能领域崭露头角。

目前，200Ah以上大电芯已成为国内集中式和工商业用户侧储能系统的主流电芯选择。相比50-100Ah等中小容量电芯，大电芯在集中式储能领域优势明显：PACK端零部件使用量减少，拥有更大降本空间和更高的体积能量密度；相同系统电压下，大电芯更易获得高容量；串并联电芯减少，BMS数据采集与监控精度提升，安全性更有保障。

从制造端看，对于大电芯而言，叠片工艺有利于电芯内部空间利用更充分，能量密度更高，安全性更好，循环寿命更长，与其生产工艺的匹配度更高。

行业一致认为，大电芯容量提升至300Ah以上后，储能领域将成为继软包动力电池之后，叠片电池出货的新增长极。

值得注意的是，此前，囿于生产效率低与投入成本高，叠片设备在锂电制造环节渗透缓慢。随着一批中国设备企业对叠片设备进行持续、大力的研发投入。近两年，叠片技术工艺进展不断跃阶，让叠片设备能够在市场上快速起量。

“提升叠片效率和设备性价比是未来叠片设备的研究方向，叠片机的未来发展方向是切叠一体机。”光大激光副总经理江洪道博士在2022高工储能年会上研判道。

12月12-13日，2022高工储能年会在深圳举行，2天6大专场50位演讲嘉宾，共襄储能行业顶级思想盛宴。 会上，作为专场冠名赞助商，光大激光副总经理江洪道博士做了题为“叠片设备发展趋势及工艺创新”主题演讲。

江洪道表示，相较于卷绕工艺，叠片工艺电芯散热较好，能量密度高，可兼容大小尺寸极组。针对叠片设备生产效率较低，单位产能设备投入成本高等痛点，提升叠片效率和设备性价比是关键。

而相较于料盒式叠片机，切叠一体机具备不产生重片，轻微掉粉，生产效率高，单位产能设备投入成本低，设备占地面积小等优势，因此有望成为未来市场应用主流。

根据切叠一体机类型，目前主要分为单片Z型叠片机、热复合叠片机和多片Z型叠片机。从优缺点来看：

单片Z型叠片机适合涂胶与非涂胶工艺，生产效率低，单位产能设备投入成本高，设备占用面积较大。

热复合叠片机适合涂胶工艺，生产效率高，单位产能设备投入成本高，设备占用面积大。

多片Z型叠片机适合涂胶工艺与非涂胶工艺，生产效率高，单位产能设备投入成本低，设备占用面积小。

江洪道认为，要凸显叠片设备的性价比，目前的关键在于在成本不增加或稍微增加的情况下，生产效率实现大幅提升。

单片Z型叠片机主要依靠增加叠片台数量以提升效率，热复合叠片机主要依靠提高热复合以提升叠片效率，叠片效率均难以提升。多片Z型叠片机主要通过叠片数量增加（1-N片），提升效率更为方便。

与此同时，多极片同时取片，有利于提高取片效率；多极片同时纠偏定位，有助于提高定位效率；采用多片同时覆膜，有利于提高覆膜效率，这也使得多片Z型叠片机成为提升叠片效率的最优解。

光大激光自主研发的多片Z型叠片机，在极片尺寸300*100mm情况下，效率可达0.12s/pcs。基于工艺创新，多片Z型叠片机彻底解决了极耳翻折痛点，减少了极卷转运，提高了极片成型精度，并且节省了人工。

江洪道进一步表示，采用多片叠工艺，叠完之后必须做隔膜分切，应对不同的客户要求，光大激光可提供热切和冷切两种方式。其中，热切适用于未涂陶瓷及胶水的隔膜，分切后，隔膜边缘为封闭网状结构，可以不进行热压。冷切适用于涂胶水隔膜，分切后，隔膜边缘为切断状态，必须进行热压。

值得一提的是，多片Z型叠片机的激光切割控制系统，包括运动控制器和上位机软件均由光大激光自主开发，在产品成本及品质管控上更具优势。

光大激光成立于2003年，是激光应用和智能制造系统解决方案的专业供应商，目前公司聚焦四类产品：激光模切机、切叠一体机、电芯组装线与模组Pack线。

光大激光的发展思路是，通过持续技术创新，大幅提升产品效率和客户产线投资性价比，持续赋能国内外头部动力、储能电池企业。

审核编辑 ：李倩