方形电池是目前唯一同时兼容卷绕与叠片两种极组制造工艺的电池结构:软包电池只能用叠片,圆柱电池只能用卷绕,而方形电池可根据产品设计与成本目标灵活选择。因此,锂电设备厂商在方形电池领域的布局逻辑,并非二选一,而是同时覆盖卷绕与叠片两条路线,其中叠片机因单台价值量更高、工艺仍在迭代,成为设备商重点投入的方向。

卷绕与叠片:工艺路线如何分流

在中段工艺中,将极片制成极组的设备价值量约占中段的七成以上,是设备配套的核心环节。卷绕与叠片两种工艺本身并无绝对好坏,更多是选择不同:

  • 卷绕工艺:工艺更成熟、设备价格更低、生产节拍更快,对生产成本的控制更优。其短板在于极片存在“R角”,电流分布不均匀,在超级快充场景下更容易出现析锂老化现象。
  • 叠片工艺:产品性能整体优于卷绕(一致性除外),但设备价格更高、工艺难度更大、生产节拍较慢。叠片因多次截断导致一致性偏差,但在空间利用和稳定性方面有优势。

从设备价格看,一台卷绕机与一台叠片机之间存在明显价差,叠片机单台价值量显著更高。这意味着,在方形电池产能扩张中,选择叠片路线的电池厂会为设备商带来更大的单GWh设备投资额。

设备厂商在叠片机上的四种布局

主流的叠片机共有四种类型,国内设备厂商的布局各有侧重:

机型类型核心特点主要设备商
Z型叠片机最原始形态,应用最广泛,设备单价低、工艺成熟先导智能、利元亨、科瑞技术、格林晟、超业精密、赢合科技
切叠一体机整合模切与贴胶热压,解决极片转运中的碰撞瑕疵同上
热复合叠片机极片与隔膜在裁切环节形成单元,可提前检测,工艺更复杂先导智能、吉阳智能、格林晟
卷叠一体机生产效率高,但为LG专利,国内企业难以布局德国Manz

从布局全面性看,先导智能在多种叠片机型上均有覆盖,处于较领先的梯队。其中,切叠一体机解决的是转运过程中的良率问题,热复合叠片机解决的是极片阶段的实时检测问题,后者被视为国内设备厂商未来布局的重点方向。

电池厂工艺选择如何传导至设备格局

电池企业的工艺路线选择,直接决定了对上游设备的需求结构。从全球主要动力电池企业的布局看,叠片路线的渗透正在加速:比亚迪全面推行刀片电池叠片化,蜂巢能源全面推行短刀+叠片,中创新航的One Stop方案采用短刀+叠片,国轩高科的大众UC电芯同样采用短刀+叠片并已取得量产定点。这些头部电池厂的扩产规划,为叠片设备商带来了明确的订单需求。

值得注意的是,卷绕设备并不会因叠片渗透率提升而退出方形电池市场。方形电池兼容两种工艺的特性,意味着设备厂商需要同时维持两条产品线的供给能力——卷绕设备服务成熟产能的降本需求,叠片设备则承接新一代电池结构的迭代需求。两类设备在极片处理(模切、裁切)和卷芯成型(卷绕、堆叠)环节的上下游配套关系也因此形成差异化。

常见问题

为什么方形电池能同时兼容卷绕和叠片?

方形电池的壳体为钢壳或铝壳,内部空间规整,既可以通过卷绕方式将极片卷成极组放入,也可以通过叠片方式将极片层层堆叠。相比之下,软包电池受铝塑膜结构限制只能叠片,圆柱电池则因圆形结构只能卷绕。方形结构的灵活性,使其成为两条工艺路线交汇的“主战场”。

叠片机单台价格为什么比卷绕机高?

叠片工艺需要根据叠片层数多次截断极片,工艺难度更大,生产节拍也慢于卷绕。设备复杂度直接推高了制造成本,使得叠片机单台价值量显著高于卷绕机。这也意味着,对于设备厂商而言,叠片机是价值量更高、且工艺仍有提升空间的赛道。

热复合叠片机的优势体现在哪里?

热复合叠片机将正负极片与隔膜提前制成叠片单元后再堆叠形成极芯,在裁切环节即可避免隔膜褶皱,提升极芯质量,并且能在形成叠片单元后即时检测,对生产工艺的控制更精细。其挑战在于工艺复杂,对电池厂的磨合要求较高,目前布局该机型的国内设备商相对较少,先导智能是其中较具代表性的厂商。