锂电设备中,五金模切与激光模切均属于锂电设备中段工序的核心工艺环节,但二者在产业链中的定位与上游依赖截然不同:五金模切上游依赖五金刀具(模具)等耗材,激光模切上游依赖激光器;在下游应用上,五金模切更多用于叠片工艺的正负极裁切,激光模切更多用于卷绕工艺的极耳成型。
产业链环节定位
从锂电设备产业链来看,两类模切工艺都服务于电池极片的成型制作环节,但对应不同的电池装配路线:
- 五金模切(叠片路线):在叠片工艺中,极片需要频繁裁切,且涉及V角裁切、裁断切片等工序,五金模切是这一环节的最优选。其上游核心部件为五金刀具(模具),属于需定期更换的耗材;刀具因金属疲劳需定期更换,维护成本较高,但采购成本相对较低。
- 激光模切(卷绕路线):在卷绕环节,越来越多的电池厂采用激光模切工艺,主要用于极耳成型等工序。其上游核心部件为激光器,通过激光将极片融化切割分离,几乎无维护成本且制片效率高,但采购成本较高,且对材料存在热影响区、金属烟遗留等问题。
两类模切工艺的核心差异
| 对比维度 | 五金模切 | 激光模切 |
|---|---|---|
| 原理 | 使用五金刀具物理裁切 | 使用激光将极片融化切割分离 |
| 对涂覆区影响 | 小,主要是掉粉风险 | 大,有热影响区、金属烟遗留问题 |
| 极片尺寸精度 | 较好,主要是毛刺风险 | 较差,边缘有熔珠,极片运动漂移影响精度 |
| 采购成本 | 较低 | 较高 |
| 维护成本 | 高,需定期更换刀具 | 几乎无 |
| 制片效率 | 低 | 高 |
| 材料兼容性 | 好 | 较差,激光对不同材料热影响未充分验证 |
上游依赖方面,五金模切的核心耗材是五金模具,其尺寸变化时需重新更换刀具及吃刀间隙;激光模切则依赖激光器,调整时仅需移动激光头位置。在切割厚度兼容性上,五金模切兼容性大,激光模切兼容性小。
常见问题
为什么叠片工艺更倾向五金模切?
叠片工艺裁切频繁,且涉及V角裁切、裁断等特殊裁切方式,五金模切在这些场景下是基本的最优选。虽然其模具需定期更换、维护成本高,但对涂覆区影响小、精度表现较好,更契合叠片路线的工艺需求。
卷绕工艺为什么更多采用激光模切?
卷绕环节对制片效率要求更高,激光模切效率高、几乎无维护成本,因此越来越多的电池厂在卷绕环节采用激光模切工艺,主要用于极耳成型工序。
五金模切的上游市场空间如何?
五金模具属于耗材,需定期更换,这对电池厂是维护负担,但对上游模具厂商而言意味着持续的市场需求。据华创证券预测数据,五金模切市场空间在2022年至2025年期间保持较快增长,年化增速可观。