复盘2023：锂电产线“掀动”效率革命

摘要

产线效率提升成为降本关键。

实现“油电同价”，进一步提升新能源汽车渗透率，不仅需要来自设备和材料段的成本降低，更需要制造端的效率提升。

作为新能源汽车核心的动力系统，就电池包的成本构成来看，材料成本占大头，其次是制造成本。但是，2023年以来，以碳酸锂、石墨负极、电解液为代表的材料价格急速回落，材料端已阶段性完成降本任务。

这也使得当前的市场形势下，降本增效的重担更多由制造端承担。与材料端能够短期迅速完成降本任务所不同的是，在制造端，产线效率的提升具有长周期，尤其是国产替代与技术工艺的持续迭代，产线改造带来的效率提升将越加明显。

回顾2023年，在全行业的价格乱战之中，成本危机从下游车市蔓延到电芯、材料等各个环节，设备端作为传统“卖铲人”的角色也难免波及。在行业成本诉求驱动下，2023年设备端带来的产线效率提升亦是深度推进的一年。

产线效率的提升，从下游车市角度来看，是电车与油车争夺市占引发的工艺创新变革；从中上游角度来看，是在锂电行业步入结构性产能过剩周期，塑造锂电企业差异化能力，走出同质化竞争的关键。

整线 作为国内锂电装备领域的头部厂商，先导智能已具备电芯制造、电池组装、电池测试到模组PACK和智能物流系统等锂电池整线设备，并实现100%自主知识产权。

在前段，先导智能新型连续式循环高速合浆系统，规格涵盖300L/h-1500L/h，极极片涂布最大箔材宽度达1500mm，张力控制精度≤±1%；在中段，先导智能EV自动卷绕机最高生产线速度可达3000mm/s，张力波动≤±3%；在后段，先导智能在业内首次把高频能量回收技术应用于电池生产和测试的企业，能量回馈效率高达90%。

除了先导智能，高工锂电也将进一步梳理辊压分切、注液、叠片、装配等不同产线环节，见证2023年来自产线端的效率革命。

前段 1、匀浆环节

匀浆工序决定了电池原材料混合均匀与一致性，是确保锂电池在循环寿命、倍率、能量密度、内阻等电化学性能释放的基础。基于制浆工艺的效率战役也在锂电生产前段率先打响。

尚水智能在2023年11月推出了新一代循环式高效制浆系统和Contomix连续式高效制浆系统。前者在行业内首次实现1小时制浆，单机产能最大可达10GWh，并具备全自动吨包上料系统，可实现3min/袋。后者可实现连续规模化制浆，以双螺杆挤出机和在线分散机为核心设备，最高产能可达5000L/h。

宏工科技推出1000L砂磨机和60m³螺带混合机，具备“高产能、低能耗、智能化”的突出优势。针对锂电和钠电在前段共线的问题，宏工科技通过设备密封、气氛保护、环境控制、干燥系统、输送系统等手段实现对物料水分的精准控制，实现钠电制浆效率的快速提升。

红运机械首创的管线式匀浆机，可40分钟内制备1600L正负极，单位能耗控制在30kWh/t-41kWh/t。基于正负极浆料高固含量发展趋势，红运机械管线式匀浆机克实现三元正极固含量超75%、LFP正极固含量超60%、石墨负极固含量超52%。

曼恩斯特在2023年8月推出了智能调度双螺杆制浆系统。相比传统设备，该系统占地面积减少35%，运营能耗降低50%以上，环境能耗可减少40%，满足多种配方同时生产，提升了部件利用效率，降低了设备成本。

2、涂布环节

新能源产业正在快速改变和成熟，创新驱动力是成功的关键。涂布环节作为锂电产线的核心工艺环节，不仅市场空间巨大，存量市场亦有庞大的替换需求。

上川精密推出了第四代涂布模头，具备免调节、螺丝调节、千分尺调节以及全自动闭环调节能力。模头产品适配市场绝大部分涂布工艺，最大幅宽可做到3米。

嘉拓智能在涂布段开发了余热回收技术可将能源消耗降低24%-28%，以传统尾气处理技术开发的沸石转轮吸附涂布法将单极吸附效率提升90%-98%，脱附温度提升至180℃-220℃。

曼恩斯特推出双层全自动涂布模头产品，通过设备自检、一键闭环等能力达到人力降本与极片降本相结合的双重降本。此外，针对46系大圆柱电芯生产，曼恩斯特从模头设计出发，开发了多进料口模头，使湿膜厚度一致性显著改善。曼恩斯特推出的全自动闭环涂布系统，在精细化调节方面，执行机构的调节间距从12.5mm到45mm均有选择，可以满足各类精细化多样化的需求。

大成精密推出了Super X-Ray面密度测量仪，具备超宽幅涂布测量、超高速涂布扫描等应用特征。可适应超过1600mm幅宽的测量，支持超高速扫描，可检测削薄区、划痕、陶瓷边等微小特征。

3、辊压环节

出于对生产效率以及生产控制精度提升的考虑，当前辊压设备产品正逐渐由单机设备向辊分一体设备方向发展，并且在辊宽方面也逐渐由950-1300mm向1500mm方向发展。

利元亨在辊压环节，辊面磨削凸度，补偿辊面轧制力变形。温度监控、超温报警，提高整体冷却、润滑能力。

大族锂电智能装备推出辊压分切一体机，设备的轧机辊跳≤±1.5μm；辊压线速度最大120m/min，生产线张力控制精度±5N。

嘉拓智能改进的辊压机膜宽＞1000mm，膜片张力≥4N，辊子可独立驱动，转速、压力可独立控制，并实现闭环控制辊缝、成膜厚度、压实密度。

中段 1、卷绕/叠片环节

卷绕/叠片是锂电生产中段的核心工艺，也是制约锂电生产效率的核心环节，迈向规模降本，突破效率上限，卷绕/叠片的速率是产线的核心指标之一。

海目星激光裁断叠片一体机叠片速度最高可达0.167s/pcs，采用Z叠设计，集成五金刀模裁断、Z字型叠片、热压/预热压等关键工艺。

大族锂电智能装备切叠一体机主要采用Z型叠片工艺，现阶段叠片速度达到0.5秒3片（约0.167s/pcs）。

利元亨推出的叠片系列化智能装配，叠片效率最高可达0.125s/pcs，整体对齐度±0.3mm，飞切制片效率达到240PPM，良品率达到99.5%。

嘉拓智能热复合切叠一体机叠片单工位效率最快可达到0.1S/PCS。

蜂巢能源飞叠技术3.0已实现0.125s/pcs的叠片效率。

科瑞新能源0.125s/pcs高速复合叠片机、Z型切叠一体机产品系列，可覆盖动力、储能、消费类电池领域。

诚捷智能新一代一体机将激光模切、高速卷绕、预折、多段拍平/揉平等功能集成在一台机器上，单激光速度120m/min，满足多种极耳形态切割，同时卷绕速度≥3000mm/s，卷绕对齐度≤±0.2mm，张力波动≤±3% 。

烽禾升推出的480ppm高速热复合切叠一体机生产节拍400-480PPM，叠片速度实现0.125S/pcs。

2、装配环节

国内新能源产业集群的形成，同时伴随国内新能源上升到国家战略层面，实现自主可控的高速圆柱装配线成为国内锂电设备厂商的重要目标。

逸飞激光圆柱全极耳电芯装配设备可适用于直径18-80mm、不同高度、不同结构的圆柱全极耳电池的生产，可提供从0.2-10GWh的规模化量产装备，覆盖3-360PPM多种生产效率的全系列解决方案。

深圳中基推出的4680智能高速装配线，整线品质控制良率>99%，产能效率≥120PPM，稼动率≥96%。

科瑞新能源在方铝电芯装配系统方面，推出了适用于16PPM刀片电池和24PPM大容量大尺寸电池高速装配线。

烽禾升已具备46系大圆柱中试装配线、120PPM 铝壳大圆柱高速装配线、240PPM 钢壳大圆柱高速装配线生产能力。

3、注液环节

注液作为在锂电制程中设备投入大、模块多、非标程度高的环节，在技术创新、生产调试等方面牵一发而动全身，现阶段主流注液在良率与效率方面仍存在优化可能。

嘉拓智能推出了卧式注液设备，其中圆柱电池卧式注液设备单机效率150PPM，注液量CMK≥1.67；方形铝壳卧式全自动等压注液机单机效率45PPM，注液CMK≥1.67。

铂纳特斯推出的高速大方形等压钟罩产品系列，吸液速度提升1-3倍，产品效率最高可达50PPM，一次优率≥99.8%，快速换型≤120min。

誉辰智能已具备一次注液机和二次注液机，可自动称重、Hi-pot 测试和自动入化成钉，生产效率超24PPM。

后段 1、化成分容环节

化成分容段作为锂电池生产最耗电的环节，在锂电产业洗牌加剧的新周期下，化成分容段的新工艺和设备集体朝着提升精度、提高效率、降低能耗、小型化的方向发展。

利元亨旗下舜势测控自主研发的串联化成分容技术馈电效率≥85%，节能降耗＞20%，旁路过程冲击电流<5%F.S. ，冲击时间＜50ms，一条标准产线节约用电综合成本超过550万元/年。

智佳能第三代分容水冷一体机氮化镓解决方案采用双向PCS、700V高压直流母线和氮化镓模块的整体方案电流纹波的误差可以做到±200mA以内小于±0.05%FS，电流电压精度±0.025%FS+±0.025%RD，可有效降低15-20%成本。 科瑞新能源化成分容设备采用GaN器件方案电源，实现更小体积（-50%）、更高效率（92%），综合优率≥99.5%，DT≤2%。

瑞能股份化成分容系统改用自研700V高压直流母线替代；采用GaN技术进一步缩减设备体积，可为客户直接节省40%以上的设备采购投入和后期维护成本。

精测新能源采用串联化成方案，系统总体成本可下降约20%-30%，能量利用效率提升20%以上。 精实机电推出的第二代化成一体机线材损耗减少80%，电源系统效率提升20%，空间节省10%。

铂纳特斯推出的化成负压方案，结合了注液防腐进行定向开发，其自主研发的智能串联模组，可实现恒流恒压充电，具有集成度高、安装简单、容易维护、发热量MOS≦70℃。

鼎力智能推出了新型一体式圆柱电池化成分容设备，设备采用PWM控制技术和同步整流技术，电源DCDC部分效率高达90%以上，充放电效率提高近10%。

审核编辑：刘清