鋰電池制程10大技術趨勢Strategyrealized1頁全球新能源政策翟飚交通行業(yè)是碳排放排Bob名Zhai前三的領域全球新能源政策指引交通行業(yè)減碳大中華區(qū)合伙人戰(zhàn)略咨詢2021年碳排放量行業(yè)分布居民消費bob.zhai@加快形成綠色低碳運輸方式，確保交通運輸領域碳排放增長保持在合理區(qū)間。推動運輸工具裝備低碳轉(zhuǎn)型，10%大力推廣新能源汽車，逐步降低傳統(tǒng)燃油汽車在新車交通21%全電力產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比，推動城市公共服務車輛球40%電動化替代……——中國《2030年碳達峰行動方案》29%工業(yè)確保實現(xiàn)100%清潔能源經(jīng)濟，并在2050年前達凈零居民消費碳排放，短期使用聯(lián)邦政府的采購系統(tǒng)實現(xiàn)零放車輛，并制定嚴格的新燃油經(jīng)濟性標準，確保100%新銷售12%電力美31%的輕型/中型車輛實現(xiàn)電動化，中長期加快電動車的推廣，2030年底之前部署超過50萬個新的公共充電37%國網(wǎng)點……交通20%——美國《清潔能源革命和環(huán)境計劃》工業(yè)加速汽車電動化進程、增加高速鐵路的交通運載量、20%電力規(guī)模推廣自動化交通裝備、推動零排放船舶進入市場、29%部署更多共享自行車基礎設施等，最終構建一個清潔居民消費歐電力的多式聯(lián)運網(wǎng)絡體系。力爭2050年交通領域的碳排盟放在2020年水平上減少90%工業(yè)31%20%——歐盟《可持續(xù)與智能交通戰(zhàn)略》交通交通工業(yè)居民消費

鋰電池的發(fā)展緊密關系國家能源安全大力推動鋰電池、電化學儲能、電動汽車等新能源領域重要技術和基礎裝備的發(fā)展，逐步降低對石油的依賴，探索出一條可持續(xù)能源安全路徑是全球諸多國家的重要戰(zhàn)略方向20122021增長全球電化學儲能裝機規(guī)＜120x20模（GW）全球鋰電池市場出貨量＜40562x14（GWh）全球新能源汽車銷量＜15653x44（萬輛）數(shù)據(jù)來源：CarbonMonitor、EVTank、方正證券、國信證券、公開資料、大東時代智庫（TD）、安永分析 第2頁全球鋰電池市場規(guī)模翟飚全球及歐美鋰電Bob池Zhai市場規(guī)模預測大中華區(qū)合伙人戰(zhàn)略咨詢

鋰電池的增長驅(qū)動力來自于新能源汽車和儲能進入快車道bob.zhai@全球及歐美鋰電池市場需求量（單位：GWh）4,7359231210

驅(qū)動力1：新能源汽車多國宣布2050/2060實現(xiàn)“碳中和”，新能源汽車作為減碳環(huán)節(jié)重要一環(huán)，多國發(fā)布相關政策推動零排放的新能源汽車發(fā)展，行業(yè)迎來蓬勃發(fā)展窗口期

全球及歐美新能源汽車銷量13,773（單位：萬輛）6371,9191,3641,611美國1,281266217979646歐洲16153865310359309419其他2202021 2022預計2023預計2024預計2025預計2030預計1,5159601,20627776555020446187145385462593182022021 2022預計2023預計2024預計2025預計2030預計美國歐洲其他注：1.此處新能源汽車銷量只包含BEV、PHEV、EREV車型的銷量

驅(qū)動力2：儲能在雙碳目標下，可再生能源戰(zhàn)略地位凸顯，儲能作為支撐可再生能源發(fā)展的關鍵技術正迎來曙光，儲能電池市場預期未來將呈爆發(fā)式增長

全球及歐美電化學儲能裝機規(guī)模（單位：GW）3589948美國83133歐洲335239其他202516161010132021 2022預計2023預計2024預計2025預計2030預計數(shù)據(jù)來源：LMCAutomotive、EVTank、浙商證券、彭博新能源金融、智研咨詢、公開信息、大東時代智庫（TD）、安永分析 第3頁中日韓以外的建設鋰電池產(chǎn)能的挑戰(zhàn)與瓶頸中日韓外，全球其他區(qū)域鋰電池發(fā)展遲緩 主要面臨缺乏技術基礎、產(chǎn)業(yè)鏈支撐、核心人才及建設經(jīng)驗四大挑戰(zhàn)全球動力電池裝機量排行榜及占比GWh，%，2021

挑戰(zhàn)1：缺乏技術基礎 挑戰(zhàn)2：缺乏產(chǎn)業(yè)鏈支撐所屬國家廠商裝機量占比中國公司A96.732.6%韓國公司B60.220.3%日本公司C36.112.2%中國公司D26.38.8%韓國公司E16.75.6%

例1：歐洲在電芯主要構件，如正負極材料、電解液和隔膜的技術儲備上落后亞洲多年例2：印度、東南亞等國缺乏本土大型領軍企業(yè)及相關技術積淀….

例1：美國電池正負極材料、電解液、電池隔膜等原材料均依賴海外加工進口例2：歐洲礦產(chǎn)資源缺乏，電解液、隔膜供應由亞洲生產(chǎn)商主導….韓國公司F13.24.5%中國公司G7.92.7%中國公司H6.42.1%4.2中國公司I1.4%3.1中國公司J1.0%26.0其他8.8%合計296.8100%

挑戰(zhàn)3：缺乏核心人才挑戰(zhàn)4：缺乏建設經(jīng)驗例1：北美制造業(yè)熟練工程師缺乏，例1：美國制造業(yè)空心化使生產(chǎn)成本高需引入技術人才，成本較高昂，A123曾試圖將產(chǎn)線回遷但虧損嚴重，例2：歐洲整體勞動力不足，需要從最終被中企收購告終亞洲引入人才，但勞工簽證申請流程例2：歐洲在集成、調(diào)校、標定、成本較為復雜控制等方面缺乏系統(tǒng)方法論支撐….….數(shù)據(jù)來源：案頭研究、大東時代智庫（TD）、安永分析 第4頁極片段制程痛點難點極片段攪拌的痛點涂布的痛點輥壓分條的痛點核1.能耗高心1.攪拌不均勻痛2.顆粒、雜質(zhì)、粉塵、成分在線數(shù)據(jù)缺乏2.來料漿料的粘度、固含量、雜質(zhì)在線數(shù)據(jù)缺1.膜區(qū)和箔區(qū)延展不一致點乏2.厚度一致性難以把控3.攪拌過程中有雜質(zhì)混入3.輸出質(zhì)量的全額表征在線反饋控制難以把握1.攪拌不均勻→電池內(nèi)部材料分布偏差→降1.涂布機目前單位能耗2.3~3KWh/Wh1.膜區(qū)和箔區(qū)延展不一致，產(chǎn)生弧高/波浪邊，低電池容量、增大電池內(nèi)阻，減少電池的2.來料漿料的粘度、固含量、雜質(zhì)無法在線獲導致斷帶引循環(huán)壽命→引發(fā)安全問題取，涂布不均勻，影響涂布質(zhì)量2.厚度一致性差，當電流密度不同時，極易發(fā)2.顆粒、雜質(zhì)、粉塵、成分在線數(shù)據(jù)缺乏，3.輸出質(zhì)量的全額表征：干燥度、極片空隙率、引起枝晶鋰的析出，對電芯性能不利。電問涂布尺度在線反饋控制難以把握，次品率高池極化嚴重，影響電芯容量題無法優(yōu)化質(zhì)量攪拌中雜質(zhì)混入→雜質(zhì)刺穿隔膜→電池內(nèi)短路，自放電異常，降低電池壽命→安全問題數(shù)據(jù)來源：《鋰電池制造工藝控制及潛在問題分析》、《鋰電池智能制造裝備標準體系研究》、專利檢索、大東時代智庫（TD）、安永分析 第5頁裝配段制程痛點難點裝配段真空干燥的痛點制芯的痛點裝配的痛點核心1.水含量過高1.出現(xiàn)粉塵和毛刺1.搬運過多造成機損痛2.濕度高效控制與電池性能的定量對應管理2.精度、毛刺、缺陷的在線檢測2.電芯中轉(zhuǎn)損壞點3.組裝工藝參數(shù)的在線控制、制造模型優(yōu)化1.水分含量過高會導致產(chǎn)品報廢、品質(zhì)下降，1.切片產(chǎn)生毛刺和粉塵→電池短路→電池安1.裝配設備在搬運過多之后容易造成機損甚至產(chǎn)品爆炸全隱患2.裝配完成的鋰電池需在裝配機構內(nèi)部進行引2.空氣濕度過高，鋰電池會吸收空氣中的水2.對于電芯有關精度、毛刺、缺陷檢測不到取拿→損壞裝配機構并且容易損壞電芯，發(fā)分，其內(nèi)部濕度也會相應增加。充電后，位，影響芯片的質(zhì)量成本較高問水分會分解，電池內(nèi)部壓力高。同時，在3.組裝工藝參數(shù)的在線控制、制造模型優(yōu)化題電解液注入過程中，容易造成鼓殼，影響如果管理不當，會影響組裝的效率和質(zhì)量厚度和SEI膜，不完全形成等等數(shù)據(jù)來源：《鋰電池制造工藝控制及潛在問題分析》、《鋰電池智能制造裝備標準體系研究》、專利檢索、大東時代智庫（TD）、安永分析 第6頁分容化成段制程痛點難點分容化成段化成的痛點分容的痛點立體倉庫的痛點核心1.能耗把控1.散熱效果一般，功耗大痛1.周轉(zhuǎn)時間長，效率低點2.測試有效性2.電容量測量不準確2.搬運過多造成機損1.電極的烘干過程和電池生產(chǎn)過程中干燥間的1.對電芯進行充放電→充放電板產(chǎn)生大量的1.現(xiàn)有立體倉庫出庫時，需將同層的托盤都進干燥機組運行成本使得能耗較高熱損耗，溫度過高→損壞電子元件→利用行周轉(zhuǎn)流出，長度較大→同層托盤周轉(zhuǎn)的時引2.電芯種類繁多、型號差別大，對于化成分容空調(diào)和大量風機對充放電板吹風，空調(diào)和間非常長，工作效率較低→物流不通暢，出發(fā)測試設備的有效性和兼容性有更高的要求，風機距離充放電板距離較遠→散熱效果一入庫效率低下問題如果有效性不高，將會使得化成環(huán)節(jié)費時費般且空調(diào)和風機的功耗大2.搬運過程復雜且頻繁，搬運過多容易造成機力2.對鋰電池電容量進行檢測，鋰電池因自身損，裝配過程中容易頻繁宕機，故障率較高的電流或電壓不同而熱量不同→鋰電池所處的環(huán)境溫度高低不均且不恒定→電容量測量不準確數(shù)據(jù)來源：《鋰電池制造工藝控制及潛在問題分析》、《鋰電池智能制造裝備標準體系研究》、專利檢索、大東時代智庫（TD）、安永分析 第7頁模組/PACK段制程痛點難點模組/PACK段模組裝配的痛點PACK的痛點核心痛1.單體電芯，軟件邏輯處理復雜，涂膠點2.激光焊接，側縫焊，BUSBAR焊難度大，測試難單體電芯的軟件邏輯處理復雜，會耗費大量的時間和成本；電芯太凹會出現(xiàn)壓膠面積不足，導致電芯固定失效，長期車輛行駛模組開裂，帶來行駛安全風險；電芯太凸出現(xiàn)溢膠，導致設備沾污發(fā)和消耗人力清膠，殘膠誘發(fā)藍膜破損，引起絕緣失效風險問2.激光焊接，側縫焊，BUSBAR焊難度大。特別是模組busbar焊接，題在焊接后需要檢測焊縫是否存在爆孔、焊渣余高以及測量焊縫的長度、寬度是否達到規(guī)格，否則會嚴重影響焊縫質(zhì)量

自動化率低，50%不到換型比較頻繁，車型迭代快，電池技術不確定技術/產(chǎn)品標準化缺乏自動化率低，產(chǎn)品單一，產(chǎn)能低，人工產(chǎn)品切換，交付周期長，產(chǎn)線智能化低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定電池技術迭代頻繁，需要頻繁換型，技術也難以確定，導致PACK成本增加下游的鋰電池制造工藝尚未統(tǒng)一、市場上鋰電池規(guī)格型號多種多樣，導致設備行業(yè)難以實現(xiàn)標準化數(shù)據(jù)來源：《鋰電池制造工藝控制及潛在問題分析》、《鋰電池智能制造裝備標準體系研究》、專利檢索、大東時代智庫（TD）、安永分析 第8頁鋰電池生產(chǎn)關鍵點膜區(qū)和箔區(qū)延測試有效性周轉(zhuǎn)時間長，效率低攪拌不均勻展不一致精度、毛刺、缺陷的在線檢測顆粒、雜質(zhì)、粉塵、成分數(shù)搬運過多造據(jù)在線獲取，無法優(yōu)化質(zhì)量成機損輥面平整性控制攪拌過程中有雜質(zhì)混入出現(xiàn)粉塵和毛刺能耗把控

自動化率低，50%不到換型比較頻繁，車迭代，電池技術不確定技術/產(chǎn)品標準化缺乏攪拌涂布輥壓分條真空干燥制芯裝配化成分容立體倉庫模組裝配PACK能耗難以控制來料漿料的粘度、固含量、雜質(zhì)無法在線獲取輸出質(zhì)量的全額表征：干燥度、極片空隙率、涂布尺度在線反饋控制難以把握

水含量過高濕度高效控制與電池性能的定量對應管理

搬運過多造成機損組裝工藝參數(shù)的在線控制、制造模型優(yōu)化電芯中轉(zhuǎn)損壞

散熱效果一單體電芯，軟般，功耗大件邏輯處理復雜，涂膠電容量測量不準確激光焊接，側縫焊，BUSBAR焊難度大，測試難數(shù)據(jù)來源：《鋰電池制造工藝控制及潛在問題分析》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第9頁鋰電池生產(chǎn)仿真技術全面多層次鋰電池仿真解決方案——生產(chǎn)工藝攪拌涂布輥壓1.攪拌槽模型的建立2.對攪拌罐內(nèi)的流場分布情況進行固液兩相混合三維模擬決的 3.分析流場的速度，固相體積濃度等分布情況問 4.對鋰電池負極漿料進行攪拌混合實驗，并考題 察不同工藝參數(shù)對混合漿料的粘度、固含量以及極片表面形貌的影響應用的場景

建立涂布機基材部件及裝配幾何模型建立涂布漿料材料屬性創(chuàng)建分析部，及輸出結果設定創(chuàng)建接觸特性及參考約束劃分網(wǎng)格創(chuàng)建載荷及邊界條件創(chuàng)建分析任務、提交、及后處理

構建微觀至介觀尺度下的軋輥、涂覆材料和電池極片的粗粒化粒子模型根據(jù)預設的輥壓參數(shù)，基于輥輪、涂覆材料和電池極片的粗粒化粒子模型，進行電池極片輥壓的分子動力學模擬仿真，得到電池極片輥壓仿真結果數(shù)據(jù)來源：西門子、《全面多層次鋰電池仿真解決方案》、《鋰離子電池擠壓式涂布研究》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第10頁鋰電池生產(chǎn)仿真技術（續(xù)）全面多層次鋰電池仿真解決方案——生產(chǎn)工藝干燥注液化成1.基于工業(yè)機器人的運動仿真技術進行鋰電池1.建立注液系統(tǒng)相關參數(shù)1.化成工序的模擬仿真解全自動干燥2.構建注液激活系統(tǒng)模型2.根據(jù)實際化成車間技術要求，仿真運行化成2.對鋰電池電芯干燥之前，由六軸機器人結合決3.提取流體域，采用ICEM對模型進行網(wǎng)格劃分工藝柔性模組進行智能化上料的3.模型運行結束后，根據(jù)分析需求導出統(tǒng)計數(shù)3.干燥過程由閉環(huán)控溫系統(tǒng)進行智能監(jiān)測及控4.注液激活系統(tǒng)模擬問據(jù)，統(tǒng)計各個設備的運行狀態(tài)（堆垛機）等，制題尋找系統(tǒng)瓶頸，提高產(chǎn)線效率干燥完成后由六軸機器人結合柔性模組進行智能化下料，干燥工序?qū)崿F(xiàn)全程無人化應用的場景數(shù)據(jù)來源：《先進仿真技術加速電動汽車動力電池開發(fā)》、《全面多層次鋰電池仿真解決方案》、專利檢索、大東時代智庫（TD）、安永分析 第11頁鋰電設備一體化現(xiàn)狀涂布-輥壓-分條一體機輥壓-分條一體機激光切-卷繞/疊片一體機鋰電設備一體化

未來攪拌-涂布-輥壓-分條一體機（極片一體機）輥壓分切-激光分條-卷繞/疊片一體機裝配一體機涂布-輥壓-分條一體機面密度單面<±1.2%，雙面<±1.0%，CPK>1.67；100%解決極片邊緣裂紋現(xiàn)象，實現(xiàn)24小時不停機。實現(xiàn)減少收縮放卷機構、減少對接AGV投入，用人減少后人工成本降低70%，空間能耗減低75%，還可以減少重復收放卷原材料的損耗，最高可減少50%以上

輥壓-分條一體機寬幅：950-1400mm，輥壓壓力Max.500T,輥縫間隙0-1.5mm，分條寬度Min.80mm,分條寬度精度±0.1mm，輥壓分條速度Max.120m/min,分條方式：一切多，圓刀分切

激光切-卷繞/疊片一體機產(chǎn)能≥100m/min，精度也比傳統(tǒng)的模切大大提高。1臺激光切卷繞一體機=2臺模切機+1臺傳統(tǒng)卷繞機，節(jié)省空間和人力成本，還節(jié)省了模切到卷繞間的搬運過程，生產(chǎn)安全性提高

鋰電工藝做“減法” 新的技術趨勢極片制造裝配段1.串聯(lián)化成技術已成熟應用；未來的一體化趨勢是化成界面可控和容量預測；一體化最終當電池一致性達到CPK2.0以上，可以取消分容1.“刀片電池”方案的出現(xiàn)，通過電芯2.當前段工藝可控，容量檢測環(huán)節(jié)可被取消尺寸維度來達到簡化電池包結構的3.通過補鋰技術，可實現(xiàn)電芯初始帶目的電，分容檢測將可被取消2.特斯拉的無溶劑干電池方案，簡化了電芯電極的制造工藝? 未來通過簡化生產(chǎn)工藝，可以大大縮短鋰電的制造周期，降低成本? 攪拌-涂布-輥壓-分條一體機（極片一體機）、輥壓分切-激光分條-卷繞/疊片一體機、裝配一體機將成為未來的趨勢與可能數(shù)據(jù)來源：鋰電設備龍頭企業(yè)官網(wǎng)、《鋰電行業(yè)的“減法”之鋰電工藝》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第12頁激光技術在各工段廣泛應用極耳切割成型極片分切

隔膜分切切割對象切割工藝激光切割優(yōu)勢未來展望

極耳是電池正負極引出的金屬導電體，充放電時會和外界接觸激光在極片上切割出正負極耳極耳對齊度、尺寸、粉塵毛刺等將引起自放電或者短路無耗材、速度快、切割質(zhì)量穩(wěn)定設計靈活性高，適用于不同種類和規(guī)格的電池

鋰離子電池極片經(jīng)過漿料涂敷、干燥、輥壓之后，形成集流體及兩面涂層的三層復合結構利用激光束照射電池極片，使極片迅速形成孔洞，光束移動使孔洞連續(xù)形成切縫激光切割具有生產(chǎn)效率高，工藝穩(wěn)定性好的特點

?隔膜采用PP/PE膜制成，承擔防止短路以及過熱時阻隔電池中電流傳導的功能?隔膜卷料經(jīng)分切工序分割成符合要求的規(guī)格尺寸和品質(zhì)要求的卷料?隔離膜是有機化合物構成，采用激光切割效果良好?整體來看目前極耳切割的技術趨勢是切割速度越來越快，切割質(zhì)量要動力電池性能不斷提升倒逼鋰電設備智能制造升級，對激光器在光電轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能減耗方面提出更高的要求。激光切割在動力電池領域的應用

求越來越高。此外，正極涂覆層材料成分與密度變化、非金屬材料夾心結構等新設計對切割工藝的要求也越來越高數(shù)據(jù)來源：《高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用研究》、申萬宏源研究、大東時代智庫（TD）、安永分析第13頁激光技術在各工段廣泛應用（續(xù)）激光切割在汽車鋁殼鋰電池行業(yè)的應用激光焊接在汽車鋁殼鋰電池行業(yè)的應用焊接部位材料電池外形方形?作用：紫銅具有優(yōu)良的鋁合金紫銅塑性、導電性、導熱性、耐蝕性、良好的工藝性?作用：重量輕，韌性能?應用領域：紫銅的焊接好，強度高，使用鋁主要是釬焊、氣焊、手合金可提高其加工速工電弧焊、TIG焊度并極大地降低熱輸入，從而可提高生產(chǎn)效率，改善焊接質(zhì)量焊接部位?應用領域：通過脈沖或連續(xù)激光束實現(xiàn)

焊接方式拼接焊 疊焊防爆閥極柱軟連接殼體封口注液孔模組數(shù)據(jù)來源：《高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用研究》、申萬宏源研究、大東時代智庫（TD）、安永分析第14頁激光技術在各工段廣泛應用（續(xù)）激光設備主要應用于前端制片、中段焊接以及后段模組pack環(huán)節(jié)漿料攪拌攪拌機第一工序段極片涂布涂布機極片極片輥壓輥壓機制極片分切分條機作未來的應用領域制片全自動極耳焊接制片機、激光極耳成型制片機防爆閥焊接連續(xù)激光焊接、復合焊接第二工序段卷繞/疊片卷繞機、疊片機三維振鏡飛行焊接轉(zhuǎn)接片焊接轉(zhuǎn)接片激光焊接機電電芯入殼入殼預焊機現(xiàn)狀頂蓋側焊芯外殼頂蓋焊頂蓋焊接機（滿焊）組裝注液注液機負極削薄區(qū)的清洗化成化成柜注液口封裝密封釘焊接機第三工序段分容分容柜后測試分檔電池測試設備、分檔機處理Pack模組轉(zhuǎn)接片焊接機（極柱焊接）數(shù)據(jù)來源：《高速激光微加工在新能源鋰電池上的應用研究》、申萬宏源研究、大東時代智庫（TD）、安永分析 第15頁視覺技術在各工段廣泛應用現(xiàn)狀未來制片攪拌涂布輥壓分切五金切激光切疊片烘干注液封口及制芯入殼焊接卷繞電芯清洗組裝后處理（化成、分容檢測等）模組PACK

涂布、輥壓、分切、五金模切/激光切、疊片/卷繞、入殼焊接、PACK等環(huán)節(jié)整線視覺檢測方案檢測智能化方案齊全準確率高

穩(wěn)定性強對齊度檢測尺寸測量3D視覺檢測和視覺引導位置歸正糾偏閉環(huán)控制視覺檢測點外觀瑕疵檢測

部署快速

數(shù)據(jù)智能數(shù)據(jù)來源：新視智科、大東時代智庫（TD）、安永分析 第16頁視覺技術在各工段廣泛應用（續(xù)）未來： 3D+AI 視覺+AMR（AutonomousMobileRobot）涂布對正極正極正極一工段上料合漿涂布齊度及質(zhì)量CCD負極負極負極檢測上料合漿涂布焊接質(zhì)量CCD檢測連接片焊接配對X-ray二工段（針對2JR）輥壓質(zhì)量正極輥壓預分切CCD檢測及厚度測量負極輥壓對位及包膜CCD檢測熱壓hipot裁片＋疊片

橫切尺寸 正極激光CCD檢測 切分切負極烘負極預分條CCD橫切尺寸負極激光烤分切檢測CCD檢測切分切隔膜外隔膜觀檢測合芯折極耳 極耳CCD檢測 包Mylar常溫靜置1高溫靜置2化成復投

入殼預焊包膜CCD檢測焊接測量頂蓋焊接CCD焊接檢一次氦檢X-ray（hipot）測負壓化成常溫靜置1一次注液電池外觀真空烘烤（hipot）檢測電池外CCD焊接三工段OCV2二次注液密封釘焊接一次氦檢分容常溫靜置2OCV3觀檢測檢測電池外觀檢測入庫分選DCROCV4常溫靜置3PackOCV1電芯外貼膠、包膜外焊連接片3D焊接OCV2電氣特性及外觀電池模組包裝段觀檢測注膠觀檢測檢測氣密性檢測檢測外觀檢測入庫

質(zhì)量檢測外觀檢測數(shù)據(jù)來源：新視智科、大東時代智庫（TD）、安永分析 第17頁環(huán)保節(jié)能的應用現(xiàn)狀：2010-2030年生產(chǎn)1Wh鋰電池能源消耗趨勢：平穩(wěn)下降KWh6045301502010 2020 2030 年份對于鋰電池能源消耗的趨勢預估：生產(chǎn)1KWh鋰電池需要的能源消耗由2010年的50KWh平穩(wěn)下降到2030年的30kWh以下，在節(jié)能技術的應用下，未來的鋰電生產(chǎn)所需能源消耗將會得到大幅降低。

未來節(jié)能技術生產(chǎn)趨向低污染低能耗化攪拌及涂布階段攪拌階段提高固容量比例，涂布階段采用余熱利用及循環(huán)送風，干電極技術電池漿料中含有黏結劑和溶劑，具有一定的毒性，控制不當會產(chǎn)生污染。涂布機會產(chǎn)生高溫NMP廢氣，因此攪拌和涂布階段是鋰電生產(chǎn)重大污染環(huán)節(jié)，未來將會在這兩個階段進行工藝改進，從而走向低污染低能耗化除濕空調(diào)系統(tǒng)未來單轉(zhuǎn)輪低露點除濕空調(diào)的發(fā)展方向會從兩個方面迭代進步：制冷系統(tǒng)的優(yōu)化和新型除濕轉(zhuǎn)輪在除濕材料方面的創(chuàng)新鋰電池生產(chǎn)用除濕空調(diào)系統(tǒng)伴隨著鋰電池大規(guī)模生產(chǎn)，帶來的一系列產(chǎn)業(yè)變化與產(chǎn)業(yè)升級，也將更新?lián)Q代高頻PWM雙向開關電源模式高頻開關電通過高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實現(xiàn)高效率采用高頻PWM雙向開關電源模式，將電池放電電能回饋電網(wǎng)，在國內(nèi)最早研發(fā)成功饋網(wǎng)式電池化成、分容充、放電自動檢測電源數(shù)據(jù)來源：《淺談鐵鋰離子電池節(jié)能減排應用思路》、《鋰離子動力電池低能耗低污染生產(chǎn)集成控制技術研究》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第18頁生產(chǎn)高速化各生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率對比生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率現(xiàn)狀未來（五年內(nèi)）年產(chǎn)能6-9GWh/正負極各一年產(chǎn)能8-10GWh/正負極制漿條生產(chǎn)線各一條生產(chǎn)線固含量：80%固含量：85%耗時：0.5-1.5H耗時：0.4-1.2H底涂速度：200-300m/min底涂速度：220-350m/min涂布有效涂寬：700mm-900mm-有效涂寬：800mm-1200mm1000mm-1400mm輥壓速度：100m/min速度：120m/min軋輥溫差：±1.5℃軋輥溫差：±1.2℃卷繞速度：3-3.5m/s速度：3.5-4m/s烘烤烘烤時間：60min烘烤時間：30min加溫速度：35分鐘加溫速度：30分鐘(25℃~90℃，首次冷啟分容化成(25℃~90℃，首次冷啟動)壓力精度：0.5%F.S.動)壓力精度：0.3%F.S.

鋰電生產(chǎn)高速化將會是未來的發(fā)展趨勢全球鋰電池產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生深刻變革，動力電池性能、品質(zhì)競爭升維帶動新裝備、新工藝迭代加快在制漿環(huán)節(jié)，循環(huán)高效制漿工藝、雙螺桿制漿工藝已經(jīng)啟動傳統(tǒng)的雙行星制漿工藝的替代，新一代制漿工藝大幅提升制漿效率的同時，解決傳統(tǒng)制漿系統(tǒng)漿料不穩(wěn)定、能耗高、污染、占地面積大等難題在涂布環(huán)節(jié)，雙面涂布、雙面同時干燥工藝也在逐步替代傳統(tǒng)的折返式雙層涂布機結構設計，前者的優(yōu)勢在于，可顯著提升電池循環(huán)、容量、自放電、內(nèi)阻等性能，提升干燥質(zhì)量，節(jié)約設備成本和運行成本，節(jié)省安裝空間在輥壓工序，輥壓分切一體機兼具電池極片軋制和分切功能，正在代替原有軋制和分切工序由兩臺獨立設備完成的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，在保障電池極片軋制與分切高精度和高一致性的基礎上，顯著提升電池極片的生產(chǎn)效率在卷繞工序，卷繞機工藝向更高效、兼容電芯尺寸范圍大、精度更高方向演進。激光模切卷繞一體機應用規(guī)模也在不斷擴大在電芯烘烤環(huán)節(jié)，接觸式極速高真空烘烤設備也開始獲得越來越多電池企業(yè)青睞，其優(yōu)勢在于，可大幅縮短烘烤時間，提高烘烤效率，降低生產(chǎn)能耗在化成分容工序，高壓聯(lián)化成分容新技術也應運而生。采用該技術可將多電池串聯(lián)起來，采用一個電流通道對多個電池進行檢測，與并聯(lián)設備比能提高化成或分容產(chǎn)品的一致性，顯著提高能效數(shù)據(jù)來源：鋰電設備企業(yè)官網(wǎng)、申萬宏源-鋰電設備行業(yè)跟蹤點評、大東時代智庫（TD）、安永分析 第19頁傳感技術的應用溫度傳感器材料處理中控位移傳感器制電池生產(chǎn)的溫度快速涂覆后立即計算涂層厚度。可在干燥流程前實現(xiàn)調(diào)整，從而最大限度減少殘次品

鋰電制程整線均會運用鋰電制程分段中會運用色標傳感器通過色標傳感器準確檢測到極耳或事先設置的顏色標記，從而準確地對極片進行切割或計數(shù)

光纖傳感器糾偏傳感器在極片和隔膜中，光纖傳感器檢測極溫度傳感器片是否正常上料；可根據(jù)現(xiàn)場安裝條件及機械運作需求匹配對應的圓柱型、區(qū)域矩陣型、平板濕度傳感器支架型等類型光纖進行應用方案制定

糾偏傳感器糾偏傳感器對上料極片過程進行檢測，將檢測位置結果反饋到糾偏控制器，以達到及時進行糾偏的效果，對傳感器的穩(wěn)定性和精度都有極高的要求數(shù)據(jù)來源：股票分析報告、鋰電設備官網(wǎng)、大東時代智庫（TD）、安永分析 第20頁全流程生產(chǎn)數(shù)字化動力電池行業(yè)數(shù)字化工廠詳細排產(chǎn)/工物流批次追蹤設備管理MES制造執(zhí)行系統(tǒng)單執(zhí)行（APS）（條碼/RFID）（EMS）產(chǎn)品質(zhì)量管產(chǎn)品BOM管理生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)持應用客戶理（QMS）（ERP）分析（BI）采集久存儲服務端表示LES產(chǎn)線管理系統(tǒng)（未來需要重點發(fā)展）極片制造（CPS）電芯制造（CPS）上位機、PLC、SCADA合涂碾制烘組注化成分漿布壓片烤裝液老化選除濕設備除塵設備凈化設備真空設備氮氣設備動力電池材料供應商（SRM）

產(chǎn)線車間仿真（成熟）關系數(shù)據(jù)庫電池PACK（CPS）模PAC導管成組K測試品電力設備 輔助設備

應用層實生產(chǎn)時管數(shù)理據(jù)層庫生產(chǎn)控制層現(xiàn)場設備層數(shù)據(jù)來源：《動力電池數(shù)字化車間藍圖》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第21頁全流程生產(chǎn)數(shù)字化（續(xù)）鋰電池生產(chǎn)無人化工L0L1L2（已實現(xiàn)）L3（3年內(nèi)需要突破）L4（10年內(nèi)需要突破）廠級別規(guī)劃級單機自動化規(guī)范級工序自動化集成級信息貫通化優(yōu)化級制造智能化引領級黑燈工廠信息傳遞（PDM）手動輸入物料傳遞信息一鍵下達一鍵下達一鍵下達固定程序程序模塊化控制語言化程序自適應透明工廠機器操作人操作監(jiān)控機器人啟動機器單元集控單元集控待機一鍵啟動監(jiān)管運行自治運行質(zhì)量監(jiān)控人監(jiān)控質(zhì)量自動檢測質(zhì)量自動判斷質(zhì)量質(zhì)量全閉環(huán)質(zhì)量免檢設備運維事后維修預測性維護健康管理機器學習運維健康運維制造安全管控人監(jiān)控質(zhì)量安全自診斷安全監(jiān)控安全預警閉環(huán)安全全閉環(huán)人工上下物料物料自動物料帶信息流輔料人工回收物料傳送輔料人工輔料人工輔料人工回收物料黑箱進出廢料自動處理廢料人工廢料單機收集廢料集中處理數(shù)據(jù)來源：《動力電池數(shù)字化車間藍圖》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第22頁AI數(shù)據(jù)分析的應用通過計算模擬、仿真機器生產(chǎn)過程中材料、極片變形、張力、摩擦、阻尼的規(guī)律，在設備開發(fā)過程提供機器光學優(yōu)化、機械精度優(yōu)化、綜合修正方案，達到提高制造合格率和生產(chǎn)效率的目的。來料檢測控制誤差模型

實際卷繞機誤差補償組裝過程機器內(nèi)部多參數(shù)實時閉環(huán)（已實現(xiàn)）工藝、工序質(zhì)量學習閉環(huán)（已實現(xiàn)）基于電芯產(chǎn)品性能的大數(shù)據(jù)閉環(huán)（未來需要重點發(fā)展）數(shù)據(jù)來源：《動力電池數(shù)字化車間藍圖》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第23頁AI數(shù)據(jù)分析的應用（續(xù)）鋰電制造工業(yè)的閉環(huán)思想——數(shù)據(jù)、學習、建模、閉環(huán)、優(yōu)化設備、物料、系統(tǒng)互聯(lián)互通，大于3500個質(zhì)量數(shù)據(jù)監(jiān)控點(未來需要發(fā)展)基于二維碼ID（Barcode）雙向追溯系統(tǒng)(已實現(xiàn))IQC極片制造電芯制造電池packOQC尺寸粘度厚度張力電流尺寸電壓成分組成固含量對齊度電壓電流內(nèi)阻尺寸雜質(zhì)厚度J/R尺寸容量電壓放電濕度顆粒尺寸濕度內(nèi)阻內(nèi)阻可靠材料顆粒性濕度連接強度溫度自放電安全極片F(xiàn)MEA電芯FMEA電池包FMEA電池制造大數(shù)據(jù)分析與閉環(huán)數(shù)據(jù)來源：《動力電池數(shù)字化車間藍圖》、大東時代智庫（TD）、安永分析 第24頁聚合物固態(tài)/固態(tài)電池工藝聚合物固態(tài)電池制備工藝：德國RWTHPEM制備工藝

固態(tài)鋰電池的制備工藝組裝過程化成過程生裁剪測試&評級產(chǎn)流疊放老化程圖接觸&打包化成封裝好的電池電極片的裁切工藝——激光裁切 單體電芯的拼接過程——擠壓成型

制備方法傳統(tǒng)涂布工藝雙極電池工藝Ah級制備工藝Bollore擠出法制備工藝

制備特點?使用涂布方法制作固體電解質(zhì)中間層電極片和現(xiàn)有的液態(tài)電池制備方式類似，兼容現(xiàn)有產(chǎn)線將多層正極-電解質(zhì)-負極組成的電池單元進行堆疊串聯(lián)，制造出高電壓的單體電池組需要控制材料混合比和制備的干燥度，對干燥間的要求較高擠出的固體電解質(zhì)直接熱壓在正極極片表面卷繞法制備單體電池包，組裝成模組

與液態(tài)電池的工藝區(qū)別差距較小主要是電解質(zhì)中間層制備的區(qū)別堆疊串聯(lián)工藝要求較高混合材料體系和干燥方式的差別擠出機的壓力、溫度和速度需要嚴格控制給料的粒徑等參數(shù)需要嚴格篩選半固態(tài)/固態(tài)電池未來發(fā)展趨勢：干電極技術、熱復合技術、