【新能源汽車(chē)刀片電池市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告】

    目前，新能源汽車(chē)已成為國(guó)家大力推進(jìn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，其中鋰離子動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的核心部件，也受到了大家的重點(diǎn)關(guān)注。2020年3月29日，新能源汽車(chē)廠商比亞迪發(fā)布了刀片電池，據(jù)了解，刀片電池的安全性、長(zhǎng)壽命、長(zhǎng)續(xù)航等特點(diǎn)充分彌補(bǔ)了現(xiàn)有市面上動(dòng)力電池的劣勢(shì)。MIR睿工業(yè)將通過(guò)介紹刀片電池的原理、特點(diǎn)以及發(fā)展近況，探尋其中存在的自動(dòng)化、機(jī)器人市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

　　解析刀片電池

　　1. 刀片電池原理

　　目前市場(chǎng)上新能源汽車(chē)常用動(dòng)力電池，主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩大類(lèi)，刀片電池本質(zhì)上還是磷酸鐵鋰電池。

圖 1 2015-2022 年動(dòng)力電池裝機(jī)量(GWh)

圖 2 新能源汽車(chē)常用的動(dòng)力電池材料

　　所謂刀片電池指的是物理結(jié)構(gòu)上的改變，是因?yàn)樗呐挪挤绞较袷堑镀粯硬迦腚姵匕鼉?nèi)。

　　2.刀片電池特點(diǎn)

　　刀片電池是通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰電池的電池包結(jié)構(gòu)做出創(chuàng)新，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池在續(xù)航能力和能量密度上的劣勢(shì)。

　　3.刀片電池開(kāi)發(fā)近況

　　產(chǎn)能近況

　　目前，比亞迪刀片電池只有一個(gè)具有實(shí)際產(chǎn)能的生產(chǎn)基地-重慶弗迪電池工廠(比亞迪全資子公司)，比亞迪正將其2GWh產(chǎn)能擴(kuò)大至2020年年底的12GWh，并計(jì)劃將在2021年底前擴(kuò)大至20GWh。

　　另外，為擴(kuò)充產(chǎn)能，比亞迪第二座刀片電池工廠也在加快建設(shè)。比亞迪投資100億元的湖南省長(zhǎng)沙市動(dòng)力電池生產(chǎn)基地廠房目前已經(jīng)封頂，在2020年10月15日前實(shí)現(xiàn)刀片電池生產(chǎn)線設(shè)備安裝，首條生產(chǎn)線于12月15日前試產(chǎn)，2021年4月項(xiàng)目一期四條刀片電池生產(chǎn)線將全面投產(chǎn)。

　　除此之外，比亞迪位于貴州省貴陽(yáng)市的工廠，其刀片電池規(guī)劃產(chǎn)能為10GWh，計(jì)劃于2021年7月投產(chǎn)?？傮w來(lái)看，到2021年比亞迪刀片電池產(chǎn)能將達(dá)到30GWh，約占同期比亞迪動(dòng)力電池總產(chǎn)能的40%。屆時(shí)，比亞迪刀片電池產(chǎn)能不足問(wèn)題將得到極大緩解。

　　客戶(hù)情況

　　刀片電池并非比亞迪的專(zhuān)供產(chǎn)品，許多車(chē)企都對(duì)刀片電池表現(xiàn)出極大興趣。近日，有消息稱(chēng)已與比亞迪達(dá)成合作的豐田汽車(chē)，或也將電池業(yè)務(wù)的合作鎖定在了刀片電池。另外有媒體報(bào)導(dǎo)，有“1號(hào)客戶(hù)”高層參觀了弗迪電池工廠刀片電池各生產(chǎn)工序，其中的細(xì)節(jié)披露“1號(hào)客戶(hù)”為百年車(chē)企，位居全球最佳品牌100強(qiáng)前列。雖然比亞迪官方并沒(méi)有回復(fù)此客戶(hù)的具體信息，但本質(zhì)上不管是誰(shuí)選擇比亞迪刀片電池，都是對(duì)刀片電池的認(rèn)可。

圖 3 傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)與比亞迪刀片電池結(jié)構(gòu)比較

　　4.小結(jié)

　　根據(jù)目前市場(chǎng)情況，短期內(nèi)，三元鋰電池應(yīng)用仍將繼續(xù)占據(jù)主流，尤其是400公里以上的續(xù)航電動(dòng)車(chē)。長(zhǎng)期看來(lái)，比亞迪刀片電池將帶來(lái)磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額的增加，未來(lái)也將積極拉動(dòng)自動(dòng)化市場(chǎng)成長(zhǎng)。

　　市場(chǎng)機(jī)會(huì)分析

　　刀片電池之所以性能出眾，是由于它創(chuàng)新地將電芯做成了又薄又長(zhǎng)的"刀片"狀，并且在封裝電池包的過(guò)程中取消了電池模組，由電芯直接排列成包。大電芯制造難度高，涉及到輥壓、分切、疊片機(jī)的制造精度誤差問(wèn)題，對(duì)效率和良率會(huì)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，此外刀片電池生產(chǎn)還將會(huì)涉及到龐大的產(chǎn)能改造問(wèn)題。未來(lái)，無(wú)論是核心設(shè)備的改造還是產(chǎn)線的創(chuàng)新，這都將為自動(dòng)化、機(jī)器人市場(chǎng)帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。

　　生產(chǎn)刀片電池最大的難點(diǎn)和亮點(diǎn)，主要集中在配料、涂布、輥壓、疊片、裝配、烘烤、注液、檢測(cè)等八大工藝上，下面將重點(diǎn)介紹涂布、輥壓、疊片和檢測(cè)工藝中運(yùn)用　到的自動(dòng)化設(shè)備和自動(dòng)化產(chǎn)品情況，以及生產(chǎn)工序中運(yùn)用到的機(jī)器人情況。

　　表 1 各類(lèi)電池性能比較

　　1.涂布工序

　　全自動(dòng)高速涂布設(shè)備，將漿料均勻地涂敷在集流體的表面，通過(guò)干燥系統(tǒng)使溶劑定量揮發(fā)，形成均勻的電極片，高速70m/min雙面涂布、最大寬度1300mm、單位面積涂敷重量偏差小于1%、寬度尺寸偏差在0.5mm以?xún)?nèi)。

　　自動(dòng)化產(chǎn)品配置情況：PLC、HMI、變頻器、伺服、空氣開(kāi)關(guān)、溫控器、繼電器、接觸器、斷路器、氣缸、軸承。

　　2.輥壓工序

　　輥壓機(jī)將電極片按照預(yù)設(shè)的厚度進(jìn)行輥壓，以得到預(yù)設(shè)的極片厚度及體積密度。1200mm幅寬的輥壓速度可達(dá)120m/min，厚度控制在2μm以?xún)?nèi)，來(lái)確保寬尺寸極片厚度的一致性。

　　自動(dòng)化產(chǎn)品配置情況：PLC、變頻器、伺服、HMI、減壓閥、溢流閥。

　　3.高速疊片

　　目前，疊片工藝采用的是比亞迪完全獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)的設(shè)備和裁切方案。公差控制在±0.3mm以?xún)?nèi)、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度。

　　自動(dòng)化產(chǎn)品配置情況：PLC、HMI、變頻驅(qū)動(dòng)器及變頻電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)、傳感器、按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈。

　　4.檢測(cè)系統(tǒng)

　　根據(jù)不同生產(chǎn)工藝，自動(dòng)將組盤(pán)后電池通過(guò)滾筒線、提升機(jī)或堆垛機(jī)送入不同庫(kù)位或不同設(shè)備，自動(dòng)完成化成，充放電，分容，自放電等后段的工藝操作。

　　自動(dòng)化產(chǎn)品配置情況：PLC、HMI、繼電器、接觸器、按鈕開(kāi)關(guān)、指示燈、傳感器。

　　* 相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的具體產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)，自動(dòng)化產(chǎn)品的關(guān)鍵市場(chǎng)數(shù)據(jù)等信息，請(qǐng)查詢(xún)MIR DATABANK數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖 4 新能源汽車(chē)動(dòng)力電池裝機(jī)量占比

　　5. 配套機(jī)器人

　　弗迪電池重慶工廠的生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)，每一條產(chǎn)線都遍布高精度傳感器,并且配備了數(shù)百臺(tái)的機(jī)器人輔助生產(chǎn)， 做到了高度的自動(dòng)化、信息化、智能化。

　　配套機(jī)器人輔助生產(chǎn)工序：焊接、注液、化成、分容、檢測(cè)/分選、清洗、涂膜、上料、包裝等。

　　配套機(jī)器人類(lèi)型：SCARA、四軸機(jī)器人、六軸機(jī)器人等。

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