2018年动力电池制造装备产业发展报告

２０１８年动力电池制造装备产业发展报告

目录

一　２０１７年我国动力电池制造装备产业发展情况（一）产业概况

（二）制造技术发展趋势

（三）动力电池智能制造的意义和作用

二　动力电池制造装备标准进展情况

（一）锂电设备标准化的意义和现状

（二）锂电设备领域相关标准

（三）锂离子电池制造设备标准体系规划

（四）锂离子电池相关标准对制造装备及产业的影响三　动力电池智能制造概述

（一）动力电池智能制造系统框架

（二）智能制造分级

（三）动力电池制造评价指标

（四）锂电智能制造的目标路线图

（五）智能制造目标路线图

（六）锂电智能制造的未来愿景

摘　要：㊀目前，我国的动力电池出货量已居全球第一，但总体上高端产能不足，低端产能过剩，其根本原因之一是装备智能化程

度不高，自动化㊁数字化㊁信息化集成度低，造成企业的锂

电池产品在一致性㊁安全性等方面与日韩先进企业存在差距㊂

装备是锂电强盛的基础，也是质量强盛的保证㊂随着锂电市

场规模的扩大，锂电装备行业已从最初的锂电池生产的功能

实现，朝着高精度㊁安全性㊁标准化以及智能化的方向发展㊂

智能制造不仅仅是动力电池未来的一种发展趋势，更重要的

是，它可以提高电池企业的产品质量，提高制造安全性，降

低生产成本，对提升我国动力电池企业的整体竞争力和市场

占有率有着重要的意义㊂

一　2017年我国动力电池制造装备产业发展情况（一）产业概况

根据‘中国制造２０２５“的总体部署和‘智能制造工程实施指南（２０１６

２０２０）“等有关规定，财政部会同工业和信息化部，组织开展了 智能制造综合标准化与新模式应用 项目，旨在建立健全国家智能制造标准体系，并在制造业重点领域实施㊂培育推广智能制造新模式，加快智能制造关键技术装备集成应用㊂

专项项目实施以来，国内顶级动力电池制造企业宁德时代㊁国轩高科㊁天津力神㊁中航锂电㊁浙江天能等先后分别承担了２０１５年㊁２０１６年和２０１７年的新模式应用项目㊂２０１７年度立项的综合标准化类项目共计４３家企业，新模式类项目共计１６５家企业，涵盖了北京㊁天津㊁山东㊁安徽㊁湖北㊁重庆㊁福建㊁广东等地的优秀企业㊂

智能制造综合标准化与新模式应用专项项目实施周期为两年，首批参与该专项的企业已进入验收阶段㊂２０１７年１２月１１日，宁德时代承担的 锂离子动力电池数字化车间建设 项目顺利通过验收㊂该项目以生产制造过程为依托，通过建立设备的统一接入标准和导入规范，达成生产设备间的互联互通㊂通过建设覆盖人员㊁机器㊁工具㊁物料㊁工艺㊁环境等全部生产要素的分布式的制造执行系统，实现全生产过程的数据采集㊁信息追溯㊁状态检测和防呆控制，确保生产过程的成本节约㊁安全可控㊁精益高效和质量一致，最终提升公司的智能制造水平㊂２０１８年１月１７日，由国轩高科承担的 新能源汽车锂动力电池智能工厂（年产６亿安时锂动力电池生产基地二期项目） 国家智能制造新模式项目在合肥顺利通过验收㊂该项目将智能化装备数据采集端与ＥＲＰ和ＭＥＳ无缝连接，建设锂电池智能工厂，实现自动化㊁数字化㊁网络化㊁智能化生产运营管理新模式，促进生产方式㊁管理方式的创新㊂

通过该类专项项目的实施，锂电池行业的传统制造模式将向智能制造模式转化㊂而智能制造是基于新一代信息通信技术的新型制造模式，是新一轮产业变革的核心驱动力，是‘中国制造２０２５“确定的抢占未来产业竞争制高点的主攻方向㊂

当前，我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段，动力电池行业发展也进入了新时期，面临一系列新形势新任务，亟须进一步提高创新研发能

力和制造水平㊂工程装备作为产业链上的重要一环，是提升产品品质和企业竞争力的重要保证㊂

（二）制造技术发展趋势

1 动力电池制造装备现状

动力电池制造装备包括材料装备㊁电芯装备和ＰＡＣＫ制造装备㊂其中材料装备和ＰＡＣＫ制造装备可以部分借用其他行业的设备，电芯装备是动力电池制造设备的核心㊂动力电池生产工艺见图１㊂

电芯制造工艺主要分为三段：极片制造㊁电芯组装和化成分容㊂这三段又可以分成六个主要的系统，即浆料制备㊁极片制备㊁芯包制备㊁电芯装配㊁干燥注液和化成分容㊂动力电池制造系统见图２㊂

中国装备的优势在产业体量大，有不断创新升级的机会，相对于半导体产业和汽车产业，锂电装备的国产化率达到７０％以上㊂国产锂电装备的劣势在于缺少行业规范，野蛮发展，由于工业基础薄弱，制造理念落后，低端重复，粗制滥造现象严重，其虽然产能大，但优质的设备不多㊂中国在世界动力电池装备的规模占３５％ ４０％㊂中国锂电工程装备的综合评估，核心优势在于：锂电产品转型升级适应的优势㊁联合创新优势㊁价格优势；核心区别在于创新升级优势，这才是中国车用动力电池企业利益㊁团体利益㊁国家战略利益所在㊂

2 电池技术对应的结构与制造工艺方法

电池技术对应的结构与制造工艺方法见表１㊂

总体来看，车用动力电池制造工艺呈现不断发展提升的趋势，具体表现在以下几个方面㊂

ʏ电池结构方面：电池安全度高的结构㊁制造合格率高的结构不断被引入；

ʏ制造工艺方法：不产生毛刺的工艺㊁粉尘少的工艺不断被引入；ʏ适合大规模制造㊁高的制造合格率的工艺方法才能站得住，才能走向稳定制造；

图２㊀动力电池制造系统

表１㊀电池技术对应的结构与制造工艺方法

现在至２０２０年２０２０ ２０２５年２０２５ ２０３０年电池体系磷酸铁锂㊁三元三元㊁半固态㊁全固态锂硫电池㊁锂空电池

电池容量单体３５０Ｗｈ／ｋｇ

系统２６０Ｗｈ／ｋｇ

单体４００Ｗｈ／ｋｇ

系统２８０Ｗｈ／ｋｇ

单体５００Ｗｈ／ｋｇ

系统３５０Ｗｈ／ｋｇ

浆料制造混浆㊁分散混浆㊁分散混浆㊁分散

极片制造双面涂布双面涂布，ＰＥＣＶＤ真空蒸镀锂负极

预锂负极真空蒸镀锂金属ＰＥＣＶＤ多孔碳正极

浸泡复合制片

芯包制造极耳成型高速激光模切㊁３Ｄ打印３Ｄ打印

方㊁圆卷绕多单元复合叠片多层复合叠片模切㊁叠片层叠串联叠片

电芯装配极柱焊接㊁包膜极柱焊接㊁包膜极柱连接入壳㊁封口入壳㊁封口入壳㊁封口

干燥注液干燥㊁注液注液无

化成分容化成㊁分容化成㊁分容化成㊁分容㊀㊀