中國粉體網(wǎng)訊 鋰離子電池生產(chǎn)工藝一般分為前段極片制作,、中段電芯組裝及后段電池檢測封裝三個工段。其中,，極片制作主要工序包括供料攪拌,、涂布、輥壓,、分切,、極片烘烤等，電芯組裝主要工序包括電芯卷繞或疊片,、裝配,、烘烤、注液等,，電池檢測封裝主要工序包括電池化成分容,、高溫老化、分選,、包裝等,。各工序相關(guān)設(shè)備的技術(shù)提升和質(zhì)量控制是鋰離子電池工藝改進和性能提升的重要基礎(chǔ)。
鋰離子電池生產(chǎn)過程
鋰電輥壓工藝
輥壓是將涂布并烘干到一定程度的鋰電池極片進行壓實的工藝過程,。
極片輥壓原理
輥壓的目的主要是：
①使極片的表面保持光滑和平整,，從而可以防止因極片表面的毛刺刺穿隔膜而引起的電池短路隱患；
②對涂覆在極片集流體的電極材料進行壓實,，從而使極片的體積減小,，提高電池的能量密度；
③使活性物質(zhì),、導電劑顆粒接觸更加緊密,，提高電子導電率；
④使涂層材料與集流體的結(jié)合強度增強，減少電池極片在循環(huán)過程中掉粉情況的發(fā)生,，提高鋰電池的循環(huán)壽命和安全性能,。
輥壓工藝影響著鋰離子電池的容量、循環(huán)性,、內(nèi)阻,、安全性、一致性等性能,，也對后續(xù)工藝生產(chǎn)流程（分模切,、卷繞、封裝和注液化成等）有一定影響,，因此工藝重點在于控制好壓實密度和極片的反彈比例,，增強極片的柔韌性等。
極片軋制分為冷軋和熱軋兩種方式,，且輥壓工段基本上都用輥壓分切一體機代替原來單機的生產(chǎn)方式,。
鋰電輥壓設(shè)備
鋰電輥壓設(shè)備按施壓方式劃分為機械螺桿壓緊結(jié)構(gòu)和液壓油缸壓緊結(jié)構(gòu)。手動螺旋加壓式主要應用于實驗室,，目前產(chǎn)線上主要用氣液增壓泵加壓式輥壓機和液壓伺服加壓式輥壓機,，通過頂緊液壓缸施壓可以施加較大的壓力且壓力穩(wěn)定，目前量產(chǎn)線上液壓伺服加壓式應用更多,。
來源：納科諾爾
目前國內(nèi)外鋰電池廠家均使用二輥輥壓機輥壓極片,，當前市場主流機型輥寬為1,300mm或1,500mm，厚度精度可達±1.5μm,，輥壓機械速度最快可達140-160m/min,，但考慮到實際生產(chǎn)中輥跳、收放卷穩(wěn)定性,、極片跳動,、一致性等因素，穩(wěn)定生產(chǎn)速度可達100-120m/min,。同時,，為提高生產(chǎn)效率，輥壓機向大型化,、集成化方向發(fā)展,，目前輥身長度最長已達到1,600mm。
由于鋰電池正極的鋁箔集流體在輥壓時候易出現(xiàn)斷帶情況,，為了提高產(chǎn)線的持續(xù)性,、減少斷帶，目前頭部鋰電池廠商傾向于采用熱輥工藝,，以降低極片內(nèi)應力、反彈幾率及變形抗力。使用熱輥工藝的輥壓機的工藝復雜程度較冷輥工藝大幅上升,，不僅需將熱輥制作成蜂窩狀,，并且需在主輥機構(gòu)前后端分別添加預熱機構(gòu)與冷卻機構(gòu)，設(shè)備價格也隨之有所增長,。因此,，具備熱輥工藝且可保持較高的輥面溫度均勻性已成為輥壓設(shè)備企業(yè)的核心競爭力之一。目前,，行業(yè)內(nèi)熱輥加熱溫度通常不超過130℃（導熱油）,，溫度均勻性在±3℃以內(nèi)。
加熱輥壓機技術(shù)原理
鋰電輥壓設(shè)備將迎來新的大規(guī)模應用市場
據(jù)悉,，目前鋰電池生產(chǎn)1GWh產(chǎn)能需配置1臺正極輥壓機和1臺負極輥壓機（雙機臺）,。2022年中國鋰電輥壓設(shè)備市場達32億元，同比增長77.8%,。
近年來,，國內(nèi)鋰電池需求上升，電池企業(yè)加速擴產(chǎn),，帶動國內(nèi)鋰電輥壓設(shè)備市場規(guī)�,？焖僭鲩L。而除傳統(tǒng)鋰電池外,，其他新能源電池的需求量提升也將同步擴大輥壓設(shè)備市場,。
在其他新能源電池領(lǐng)域，由于與鋰電池生產(chǎn)工藝有相似之處,，目前已有的鈉離子電池,、半固態(tài)電池項目均有使用類似傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池生產(chǎn)所用的極片輥壓機設(shè)備。鈉離子電池預計將于未來幾年逐步成熟并進入規(guī)�,；瘧秒A段,，至2025年預計產(chǎn)能將達60GWh，參考鋰電市場所匹配的設(shè)備價值以及綜合成本的下降,，其對應輥壓設(shè)備市場規(guī)模約為4.5億元,；固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展速度相對較慢，至2025年出貨量規(guī)模預計僅能達13GWh,，但至2030年預計出貨量將超300GWh,，從而帶動輥壓設(shè)備市場持續(xù)快速增長。
可以說,，隨著鈉離子電池,、固態(tài)電池的逐步成熟及投入量產(chǎn)，鋰電輥壓設(shè)備企業(yè)預計將迎來新的大規(guī)模應用市場,。
鋰電輥壓設(shè)備加速國產(chǎn)替代
輥壓設(shè)備的生產(chǎn)工藝較為復雜,，涉及機械工程,、電氣控制、材料研究,、軟件算法等技術(shù)及工藝,，有較高的技術(shù)壁壘。并且輥壓設(shè)備需根據(jù)下游客戶領(lǐng)域和產(chǎn)品確定不同的工藝路徑及結(jié)構(gòu)參數(shù),，比如熱輥工藝,、多次輥壓工藝、弧形輥工藝以及不同尺寸的配套設(shè)備等,，定制化屬性較強,。
目前，國內(nèi)鋰電輥壓設(shè)備的代表性企業(yè)納科諾爾,、贏合科技,、先導智能、海裕鋰能,、海裕百特等不斷提升自身產(chǎn)品性能,、工藝水平以及自動化程度。并且積極配合下游頭部鋰電池客戶進行干電極制造相關(guān)的技術(shù)開發(fā),。其中,，納科諾爾等輥壓設(shè)備企業(yè)正在研究通過輥壓技術(shù)將粉料輥壓成厚膜后，經(jīng)多次熱壓減薄后收卷或與集流體進行復合,，保證膜片不斷帶的情況下減薄至指定厚度并提高壓實密度,。
鑒于國產(chǎn)鋰電輥壓設(shè)備的不斷提升、更高的性價比以及更優(yōu)質(zhì)交付,、調(diào)試及售后服務,，寧德時代、比亞迪,、中創(chuàng)新航等國內(nèi)鋰電池企業(yè)采用的輥壓設(shè)備已實現(xiàn)國產(chǎn)替代,。而且，中國鋰電輥壓設(shè)備企業(yè)逐步受到海外鋰電池企業(yè)認可,，中國鋰電輥壓設(shè)備企業(yè)海外滲透率逐步提升,。目前，中國鋰電輥壓設(shè)備企業(yè)已逐步進入日本,、韓國以及歐美等海外電池企業(yè)供應鏈體系,。
參考資料：
邢臺納科諾爾精軋科技股份有限公司招股說明書
邢臺納科諾爾精軋科技股份有限公司公開轉(zhuǎn)讓說明書
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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