锂电设备的模切工艺经历了从五金模切到激光模切并行发展的演进,而叠片工艺渗透率提升正是五金模切需求爆发的关键拐点。初期以卷绕工艺为主时,极耳成型环节以五金模切为主;随着4680大圆柱电池和叠片工艺的推进,激光模切在卷绕环节逐步替代,但叠片环节因频繁裁切及V角、裁断等特殊需求,五金模切仍是更优选择,其市场空间预计从13.8亿元(2022年预测值)增至57亿元(2025年预测值)。
模切工艺的两条技术路线
模切是锂电池极片成型的关键环节,当前主要有五金模切与激光模切两种工艺。五金模切使用刀具进行物理裁切,对涂覆区影响小、极片尺寸精度较好、采购成本较低,但刀具需定期更换(约3个月一次),且制片效率较低。激光模切则利用激光将极片融化切割分离,效率高、维护成本几乎为零,但存在热影响区、金属烟遗留等问题,对正极铝等低熔点材料的兼容性也较差。
| 对比维度 | 五金模切 | 激光模切 |
|---|---|---|
| 原理 | 五金刀具物理裁切 | 激光融化切割分离 |
| 对涂覆区影响 | 小(主要掉粉风险) | 大(热影响区、金属烟遗留) |
| 极片尺寸精度 | 较好(主要毛刺风险) | 较差(边缘熔珠、运动漂移) |
| 采购成本 | 较低 | 较高 |
| 维护成本 | 高(定期更换刀具) | 几乎无 |
| 制片效率 | 低 | 高 |
卷绕与叠片:工艺选择的分水岭
在卷绕工艺中,极耳成型环节越来越多地采用激光模切,尤其是负极(铜箔)极耳成型已基本以激光为主,正极(铝箔)则五金与激光并存。这主要得益于激光在效率和维护成本上的优势。
而在叠片工艺中,情况则不同。叠片需要更频繁的裁切,且涉及V角裁切、裁断切片等特殊方式,这些场景下激光的热影响和精度短板被放大。因此,叠片正极的V角裁切和裁断切片均以五金模切为主,负极的裁断切片同样采用五金模切。可以说,叠片工艺越普及,五金模切的需求就越旺盛。
叠片趋势如何成为关键拐点
叠片工艺相比卷绕在电池能量密度和安全性上具备优势,其渗透率提升正成为模切工艺选择的关键拐点。据华创证券预测,五金模切市场空间将从2022年的13.8亿元增至2025年的57亿元,年化增速约60%。对于电池厂而言,刀具更换是维护成本;而对于模具厂而言,这恰恰意味着持续稳定的市场需求。
在五金模切领域,德新科技通过全资收购致宏精密切入锂电赛道,产品覆盖锂电池极片叠片模切模具、多极耳卷绕模切模具等,是该领域的代表性企业。
常见问题
为什么叠片环节不采用激光模切?
叠片工艺裁切频繁,且涉及V角、裁断等特殊方式。激光模切存在热影响区、边缘熔珠和运动漂移等问题,在频繁裁切场景下精度和一致性不及五金模切,因此五金模切在叠片环节更具优势。
4680大圆柱电池对模切工艺有何影响?
4680电池主要提升了涂布和激光焊接环节的要求,包括间歇涂布和电池箔内部的激光图案化处理。在卷绕环节,激光模切的应用比例逐步提升,但叠片环节的五金模切需求并未因此减弱。
五金模切的市场空间有多大?
据华创证券预测,五金模切市场空间将从2022年的13.8亿元增长至2025年的57亿元,三年年化增速约60%,增长动力主要来自叠片工艺渗透率的持续提升。