【新能源汽车刀片电池市场调查报告】

    目前，新能源汽车已成为国家大力推进发展的新兴产业，其中锂离子动力电池作为新能源汽车的核心部件，也受到了大家的重点关注。2020年3月29日，新能源汽车厂商比亚迪发布了刀片电池，据了解，刀片电池的安全性、长寿命、长续航等特点充分弥补了现有市面上动力电池的劣势。MIR睿工业将通过介绍刀片电池的原理、特点以及发展近况，探寻其中存在的自动化、机器人市场机会。

　　解析刀片电池

　　1. 刀片电池原理

　　目前市场上新能源汽车常用动力电池，主要有三元锂电池和磷酸铁锂电池两大类，刀片电池本质上还是磷酸铁锂电池。

图 1 2015-2022 年动力电池装机量(GWh)

图 2 新能源汽车常用的动力电池材料

　　所谓刀片电池指的是物理结构上的改变，是因为它的排布方式像是刀片一样插入电池包内。

　　2.刀片电池特点

　　刀片电池是通过对磷酸铁锂电池的电池包结构做出创新，从而弥补传统磷酸铁锂电池在续航能力和能量密度上的劣势。

　　3.刀片电池开发近况

　　产能近况

　　目前，比亚迪刀片电池只有一个具有实际产能的生产基地-重庆弗迪电池工厂(比亚迪全资子公司)，比亚迪正将其2GWh产能扩大至2020年年底的12GWh，并计划将在2021年底前扩大至20GWh。

　　另外，为扩充产能，比亚迪第二座刀片电池工厂也在加快建设。比亚迪投资100亿元的湖南省长沙市动力电池生产基地厂房目前已经封顶，在2020年10月15日前实现刀片电池生产线设备安装，首条生产线于12月15日前试产，2021年4月项目一期四条刀片电池生产线将全面投产。

　　除此之外，比亚迪位于贵州省贵阳市的工厂，其刀片电池规划产能为10GWh，计划于2021年7月投产。总体来看，到2021年比亚迪刀片电池产能将达到30GWh，约占同期比亚迪动力电池总产能的40%。届时，比亚迪刀片电池产能不足问题将得到极大缓解。

　　客户情况

　　刀片电池并非比亚迪的专供产品，许多车企都对刀片电池表现出极大兴趣。近日，有消息称已与比亚迪达成合作的丰田汽车，或也将电池业务的合作锁定在了刀片电池。另外有媒体报导，有“1号客户”高层参观了弗迪电池工厂刀片电池各生产工序，其中的细节披露“1号客户”为百年车企，位居全球最佳品牌100强前列。虽然比亚迪官方并没有回复此客户的具体信息，但本质上不管是谁选择比亚迪刀片电池，都是对刀片电池的认可。

图 3 传统电池结构与比亚迪刀片电池结构比较

　　4.小结

　　根据目前市场情况，短期内，三元锂电池应用仍将继续占据主流，尤其是400公里以上的续航电动车。长期看来，比亚迪刀片电池将带来磷酸铁锂电池市场份额的增加，未来也将积极拉动自动化市场成长。

　　市场机会分析

　　刀片电池之所以性能出众，是由于它创新地将电芯做成了又薄又长的"刀片"状，并且在封装电池包的过程中取消了电池模组，由电芯直接排列成包。大电芯制造难度高，涉及到辊压、分切、叠片机的制造精度误差问题，对效率和良率会带来很大挑战，此外刀片电池生产还将会涉及到庞大的产能改造问题。未来，无论是核心设备的改造还是产线的创新，这都将为自动化、机器人市场带来发展机会。

　　生产刀片电池最大的难点和亮点，主要集中在配料、涂布、辊压、叠片、装配、烘烤、注液、检测等八大工艺上，下面将重点介绍涂布、辊压、叠片和检测工艺中运用　到的自动化设备和自动化产品情况，以及生产工序中运用到的机器人情况。

　　表 1 各类电池性能比较

　　1.涂布工序

　　全自动高速涂布设备，将浆料均匀地涂敷在集流体的表面，通过干燥系统使溶剂定量挥发，形成均匀的电极片，高速70m/min双面涂布、最大宽度1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%、宽度尺寸偏差在0.5mm以内。

　　自动化产品配置情况：PLC、HMI、变频器、伺服、空气开关、温控器、继电器、接触器、断路器、气缸、轴承。

　　2.辊压工序

　　辊压机将电极片按照预设的厚度进行辊压，以得到预设的极片厚度及体积密度。1200mm幅宽的辊压速度可达120m/min，厚度控制在2μm以内，来确保宽尺寸极片厚度的一致性。

　　自动化产品配置情况：PLC、变频器、伺服、HMI、减压阀、溢流阀。

　　3.高速叠片

　　目前，叠片工艺采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案。公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。

　　自动化产品配置情况：PLC、HMI、变频驱动器及变频电机、伺服驱动器及伺服电机、传感器、按钮开关、指示灯。

　　4.检测系统

　　根据不同生产工艺，自动将组盘后电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送入不同库位或不同设备，自动完成化成，充放电，分容，自放电等后段的工艺操作。

　　自动化产品配置情况：PLC、HMI、继电器、接触器、按钮开关、指示灯、传感器。

　　* 相关生产设备的具体产业链数据，自动化产品的关键市场数据等信息，请查询MIR DATABANK数据库。

图 4 新能源汽车动力电池装机量占比

　　5. 配套机器人

　　弗迪电池重庆工厂的生产车间内，每一条产线都遍布高精度传感器,并且配备了数百台的机器人辅助生产， 做到了高度的自动化、信息化、智能化。

　　配套机器人辅助生产工序：焊接、注液、化成、分容、检测/分选、清洗、涂膜、上料、包装等。

　　配套机器人类型：SCARA、四轴机器人、六轴机器人等。

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