中段工艺是把极片做成电芯的关键环节,其中制造极组的设备约占中段价值的70%。就国产替代进展而言,中段设备整体已基本是中国企业的天下:我国电池企业的全球领先正是靠中段工艺的差异化创新实现的,设备端国内企业也相对领先。分路线看,圆柱只能用卷绕,软包只能用叠片,方形两者皆可——卷绕工艺更成熟、成本更低,叠片在性能上更优但成本几乎高出一倍,两条路线的国产化深度也因此不同。
叠片:软包与方形路线的国产设备主力
叠片路线对应软包电池,也对应方形电池的一种选择。软包叠片阵营中,LG新能源是软包叠片龙头,SK On坚守软包叠片工艺;方形路线上,比亚迪全面刀片叠片化,中创新航、国轩高科、蜂巢能源等也采用短刀+叠片方案,欣旺达的SFC480采用叠片。国内主流电池厂与设备厂对Z型叠片机、切叠一体机均有布局,工艺更复杂的热复合叠片机布局企业相对较少,先导智能是其中布局较全面的一家。
主流叠片机中,卷叠一体机是LG的专利,存在专利壁垒,国内企业难以涉足;热复合叠片机被视作国内厂商未来布局的首选,其优势在于极片与隔膜在裁切环节即形成单元,可避免隔膜褶皱、并能在叠片单元阶段就加以检测。
卷绕:圆柱标准化产线的主力工艺
圆柱电池只能用卷绕,其标准化程度高、生产工艺成熟,特斯拉代表车型即采用圆柱路线,卷绕机在这一路线上是必备机型。叠片与卷绕本身并无好坏之分:卷绕因存在“R角”,空间利用在理论上逊于叠片,但实证上两者相差并不大;不过“R角”会导致电流分布不均,在应用超级快充后更易出现“析锂”老化现象。叠片除需多次截断导致一致性偏差外,性能整体优于卷绕,而卷绕的优势集中在工艺成熟度、设备节拍与生产成本控制上。
核心零部件:自主可控仍需关注
叠片机与卷绕机整机层面国内企业已较为领先,但设备性能高度依赖关键功能部件。以叠片机为例,隔膜张力波动需控制在10%以内(切叠一体机为5%以内),电芯对齐度要求达到0.4mm上下,这些指标直接考验张力控制与视觉对齐能力。张力控制器、视觉系统等核心零部件的自主可控程度,是衡量锂电设备国产替代深度的重要维度。
常见问题
软包、方形、圆柱三种电芯分别对应哪种极组工艺?
软包只能用叠片,圆柱只能用卷绕,方形则两种都能用。因此圆柱类电池必然使用卷绕机,而刀片类方形电池采用叠片。
叠片机和卷绕机哪个更贵?
卷绕机价格约在300到400万元之间,叠片机则接近600万元,几乎高出一倍。叠片机单台价值量更大、工艺仍有提升空间,渗透率也还不高。
国内企业在叠片机上有哪些布局?
Z型叠片机与切叠一体机国内主流电池厂和设备厂均有布局,热复合叠片机布局企业相对较少。卷叠一体机为LG专利,国内企业受专利壁垒限制难以进入。