一、锂电设备概述

锂电池的生产工艺分为前、中、后三个阶段：前段目的是将原材料加工成为极片，核心工序为涂布；中段目的是将极片加工成为未激活电芯；后段则是检测封装，核心工序为化成、分容。

涂布、卷绕/叠片和化成分容设备价值量最高。按锂电池生产工艺来看，可分为极片制造（前道设备）、电芯组装（中道设备）、电芯激活检测和电池封装等（后道设备）。

前段的设备价值占比约40%，其中涂布机价值约占60%，辊压机价值高于分切机。三元材料对前段设备的性能要求更高，前段设备价值占比会逐步增加，预计未来前道设备价值量占比还将进一步提升。中道设备中卷绕机价值约占其成本的70%左右；后道设备中化成分容检测约占70%，组装约占30%。

二、锂电设备

锂电生产按照锂电池生产工艺来看，可以分为极片制造（前道设备）、电芯组装（中道设备）、电芯激活检测和电池封装（后道设备）。 

前道工序主要包括：浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切；中道设备较前段更加强调个性化，对工序的精度、效率、一致性要求非常高。针对方形、圆柱、软包电池，中段设备会分别使用卷绕机或者叠片机；后道是电化学环节，主要包括电芯化成、分容、包装与终检电池组等，充放电机是化成分容中的重点设备，也是后段使用量最多的设备。再之后是Pack环节，即将电芯、保护板、电池线、电池镍片、电池辅料、电池盒、电池膜等通过焊接的方式组装成成品电池包。

前道工艺

前段工序主要包括浆料搅拌、正负极涂布、辊压、分切、极片制作和模切。涂布是前道工艺的关键步骤，涂布机价值量相对较高。单前道设备价值量约0.6-0.8亿元/GWh，其中涂布机每台1200-3000万元不等，价值量占前道的比例达到60%-80%。

（1）浆料搅拌：先使用锂电池真空搅拌机，在专用溶剂和黏结剂的作用下，混合粉末状的正负极活性物质，经过高速搅拌均匀后，制成完全没有气泡的浆状正负极物质。

（2）正负极涂布：将制成的浆料均匀涂覆在金属箔表面，烘干，分别制成正、负极极片。对于锂离子电池而言，涂布基片(薄膜)是金属箔，一般为铜箔或者铝箔。整个涂布过程就是从基片放入涂布机到涂布后的基片从涂布机中出来的若干连续工序。

（3）辊压：辊压机通过上下两辊相向运行产生的压力，对极片的涂布表面进行挤压加工，极片受到高压作用由原来蓬松状态变成密实状态的极片，辊压对能量密度的明显相当关键。

（4）分切：将辊压好的电极带按照不同电池型号，切成装配电池所需的长度和宽度，要求在切割时不出现毛刺。

影响锂电正极极片涂布性能的因素：1、放卷和收卷直径；2、有效辊面宽度和最大涂布宽度；3、涂布方式与速度；4、涂层厚度与精度；5、纠偏精度；6、干燥温度。

一台涂布机设备如果在上述六个方面达到要求，就能够通过完整的工艺流程，取得很好的生产效果，为下一步制造出容量更高的锂电池打下基础。因为锂电池充电实际上是锂离子向正极运动的过程，正极材 料越好，则可以接受的锂离子就会越多，表现为锂电池的容量越大，电量越足。

中道工艺主要包括：电芯的卷绕/叠片和电芯注液，涉及的设备为卷绕机、叠片机、注液机。其中，卷绕/叠片是主要工艺，价值量占比较高，一台设备需要百万元，单线需要8-12台设备。

（1）卷绕技术：卷绕技术是将原料按负极、分离器、正极、分离器的顺序堆放，并通过卷绕法，根据下游厂商需要进一步分为圆柱形卷绕和方形卷绕，然后放置在金属外壳中。

（2）叠片技术：在正、负极料盒中拾取极片，经过二次定位，交替将正、负极片放在叠片台上。隔膜主动放卷，叠片台带动隔膜左右往复移动形成Z字形叠绕。叠片完成后，按照设定长度切断，自动送出人工贴胶。最后通过注液机，将电解液注入卷绕或叠片后的电芯中。

卷绕式电芯操作比较简便，无论是半自动或全自动都可以快速完成。叠片式工艺复杂程度较高，人工操作费时费力，自动化则由于设备问题而难以产业化。除此以外，在电芯的质量控制方面，卷绕式更容易控制，而叠片式由于工艺步骤繁琐，较难达到很好的一致性。

由于叠片电池的工艺特点，相比卷绕电池，叠片电池具有低内阻、高放电率、良好的放电平台、高容量密度、高能量密度、适用范围广泛、电池形状及厚度灵活等优势。

总结：卷绕的优势在于制成容易，叠片的优势在于电池各方面质量好。卷绕式工艺生产的电芯在电化学性能上略差于叠片式，但优势在于自动化程度高，制成容易，适合大规模生产，因此市场上的方形电池，尤其是圆柱电池一般都是卷绕式工艺生产。

叠片机用于软包电芯生产，能实现高于圆柱和方形电池的性能和安全性。叠片机是将正极片、隔膜、负极极片按照顺序叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成大电芯。

目前主流叠片机有四类：（1）Z字型叠片机：

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