鋰離子電池構(gòu)成重要由正極、負(fù)極、非水電解質(zhì)和隔膜四部分組成。目前市場上采用較多的鋰離子電池重要為磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池，二者正極原材料差異較大，生產(chǎn)工藝流程比較接近但工藝參數(shù)需變化巨大。若磷酸鐵鋰全面更換為三元材料，舊產(chǎn)線的整改效果不佳。關(guān)于電池廠家而言，要對產(chǎn)線上的設(shè)備大面積進(jìn)行更換。

鋰離子電池制造工藝

前中后三道工序，占比接近35%/30%/35%

鋰離子電池的生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，重要生產(chǎn)工藝流程重要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段（前段）、電芯合成的卷繞注液階段（中段），以及化成封裝的包裝檢測階段（后段），價值量（采購金額）占比約為（35~40%）:（30~35）%:（30~35）%。差異重要來自于設(shè)備供應(yīng)商不同、進(jìn)口/國產(chǎn)比例差異等，工藝流程基本一致，價值量占比有偏差但總體符合該比例。

鋰電生產(chǎn)前段工序?qū)?yīng)的鋰電設(shè)備重要包括真空攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)等；中段工序重要包括模切機(jī)、卷繞機(jī)、疊片機(jī)、注液機(jī)等；后段工序則包括化成機(jī)、分容檢測設(shè)備、過程倉儲物流自動化等。除此之外，電池組的生產(chǎn)還要Pack自動化設(shè)備。

鋰電前段生產(chǎn)工藝

極片制造關(guān)系電池核心性能

鋰離子電池前端工藝的結(jié)果是將鋰離子電池正負(fù)極片制備完成，其第一道工序是攪拌，即將正、負(fù)極固態(tài)電池材料混合均勻后加入溶劑，通過真空攪拌機(jī)攪拌成漿狀。配料的攪拌是鋰電后續(xù)工藝的基礎(chǔ)，高質(zhì)量攪拌是后續(xù)涂布、輥壓工藝高質(zhì)量完成的基礎(chǔ)。

涂布和輥壓工藝之后是分切，即對涂布進(jìn)行分切工藝處理。如若分切過程中出現(xiàn)毛刺則后續(xù)裝配、注電解液等程序、甚至是電池使用過程中出現(xiàn)安全隱患。因此鋰電生產(chǎn)過程中的前端設(shè)備，如攪拌機(jī)、涂布機(jī)、輥壓機(jī)、分條機(jī)等是電池制造的核心機(jī)器，關(guān)乎整條生產(chǎn)線的質(zhì)量，因此前端設(shè)備的價值量（金額）占整條鋰電自動化生產(chǎn)線的比例最高，約35%。

鋰電中段工藝流程

效率先行，卷繞走在疊片之前

鋰離子電池制造過程中，中段工藝重要是完成電池的成型，重要工藝流程包括制片、極片卷繞、模切、電芯卷繞成型和疊片成型等，是當(dāng)前國內(nèi)設(shè)備廠商競爭比較激烈的一個領(lǐng)域，占鋰離子電池生產(chǎn)線價值量約30%。

目前動力鋰離子電池的電芯制造工藝重要有卷繞和疊片兩種，對應(yīng)的電池結(jié)構(gòu)形式重要為圓柱與方形、軟包三種，圓柱和方形電池重要采用卷繞工藝生產(chǎn)，軟包電池則重要采用疊片工藝。圓柱重要以18650和26650為代表（Tesla單獨(dú)開發(fā)了21700電池、正在全行業(yè)推廣），方形與軟包的差別在于外殼分別采用硬鋁殼和鋁塑膜兩種，其中軟包重要以疊片工藝為主，鋁殼則以卷繞工藝為主。

軟包結(jié)構(gòu)形式重要面向中高端數(shù)碼市場，單位產(chǎn)品的利潤率較高，在同等產(chǎn)量條件下，相對利潤高于鋁殼電池。由于鋁殼電池易形成規(guī)模效應(yīng)，產(chǎn)品合格率及成本易于控制，目前二者在各自市場領(lǐng)域均有可觀的利潤，在可以預(yù)見的未來，二者都很難被徹底取代。

由于卷繞工藝可以通過轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電芯的高速生產(chǎn)，而疊片技術(shù)所能提高的速度有限，因此目前國內(nèi)動力鋰離子電池重要采用卷繞工藝為主，因此卷繞機(jī)的出貨量目前大于疊片機(jī)。

卷繞和疊片生產(chǎn)對應(yīng)的前道工序?yàn)闃O片的制片和模切。制片包括對分切后的極片/極耳焊接、極片除塵、貼保護(hù)膠紙、極耳包膠和收卷或定長裁斷，其中收卷極片用于后續(xù)的全自動卷繞，定長裁斷極片用于后續(xù)的半自動卷繞；沖切極片是將分切后的極片卷繞沖切成型，用于后續(xù)的疊片工藝。

在鋰電封裝焊接方面，聯(lián)贏、大族、光大的主流激光技術(shù)集成應(yīng)用廠家均有所涉及，能夠滿足需求、無需進(jìn)口。

鋰電后段工藝流程

分容化成是核心環(huán)節(jié)

鋰電后段生產(chǎn)工藝重要為分容、化成、檢測和包裝入庫四道工序，占生產(chǎn)線價值量約35%。化成和分容作為后段工藝中最重要環(huán)節(jié)，對成型的電池進(jìn)行激活檢測，由于電池的充放電測試周期長，因此設(shè)備的價值量最高。化成工藝的重要用途在于將注液封裝后的電芯充電進(jìn)行活化，分容工藝則是在電池活化后測試電池容量及其他電性能參數(shù)并進(jìn)行分級。化成和分容分別由化成機(jī)和分容機(jī)通常由自動化分容化成系統(tǒng)完成。

鋰電Pack工藝

看似簡單但要與系統(tǒng)性設(shè)計(jì)結(jié)合

動力鋰電池組系統(tǒng)是將眾多單個的電芯通過串、并聯(lián)的方式連接起來的電池組，綜合了動力和熱管理等電池硬件系統(tǒng)。Pack是動力鋰電池系統(tǒng)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)應(yīng)用的關(guān)鍵，是連接上游電芯生產(chǎn)和下游整車的應(yīng)用核心環(huán)節(jié)，通常設(shè)計(jì)需求由電芯廠或汽車廠提出，通常由電池廠、汽車廠或者第三方Pack廠完成。

鋰離子電池Pack產(chǎn)線相對簡單，核心工序包括上料、支架粘貼、電焊、檢測等工藝，核心設(shè)備為激光焊接機(jī)以及各類粘貼檢測設(shè)備。目前，各大鋰電設(shè)備廠商在此領(lǐng)域的自動化集成布局較少，而大族激光、聯(lián)贏激光等激光設(shè)備廠商由于在激光領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，在Pack設(shè)備領(lǐng)域占有率較高。

目前Pack生產(chǎn)的自動化比例相對較低，是因?yàn)槟壳暗男履茉窜噯慰钴囦N量都不夠大，上自動化生產(chǎn)線的成本較高。

磷酸鐵鋰和三元

能量密度繞不開的話題，不同材料要全套設(shè)備投資

目前國內(nèi)主流動力鋰離子電池的正極材料分為磷酸鐵鋰和三元兩大種類。其中磷酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料，其循環(huán)壽命通常在2000次以上，再加上由于產(chǎn)業(yè)成熟而帶來的價格和技術(shù)門檻的下降，使得很多廠商出于各種因素考慮都會采用磷酸鐵鋰離子電池。然而磷酸鐵鋰離子電池在能量密度方面則存在明顯的缺陷，目前磷酸鐵鋰離子電池龍頭比亞迪磷酸鐵鋰單體電芯能量密度為150Wh，2017年底比亞迪預(yù)計(jì)將能量密度提升到160Wh，理論上磷酸鐵鋰能量密度很難超過200Gwh。

三元聚合物鋰離子電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰的鋰離子電池，鎳鈷錳的實(shí)際比例可以根據(jù)具體要進(jìn)行調(diào)整。由于三元鋰離子電池具備更高的能量密度（目前寧德時代等動力鋰電池一流大廠三元鋰離子電池能量密度普遍能達(dá)到200Wh/kg-220Wh/kg，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)到2020年三元電池單體電芯能量密度將達(dá)到300Wh/kg的水平），乘用車市場開始轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池，而在安全性要求更高的客車上，磷酸鐵鋰則更受青睞。隨著全電動乘用車的發(fā)展，三元鋰離子電池正在占據(jù)越來越重要的位置。

兩種材料的能量密度和成本有差異，不同的汽車、不同的車企有不同的選擇。二者在生產(chǎn)工藝流程上大致相同，差別重要體現(xiàn)在材料的使用和配比上不同、具體工藝參數(shù)差異較大，設(shè)備無法共線生產(chǎn)，且單純改造切換產(chǎn)量的成本較高（三元材料對真空除濕等要求嚴(yán)格，之前的磷酸鐵鋰生產(chǎn)線基本沒有除濕要求），因此多家電芯廠在產(chǎn)量規(guī)劃中會同時布局、分別采購設(shè)備。