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鋰電行業(yè)萬億級市場的機會在哪里?

高工機器人 ? 來源:高工機器人 ? 作者:段超 ? 2021-03-08 09:51 ? 次閱讀

中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示:2020年,中國新能源汽車銷量約130萬輛,預(yù)計2021年銷量達180萬輛,同比上漲近40%。下游急速增長的市場需求不僅僅帶動了資本市場股價的狂歡,更是給上中游的材料和電池廠商帶了一波擴產(chǎn)浪潮。

據(jù)高工鋰電不完全統(tǒng)計,2020年動力電池投擴產(chǎn)項目26起,總金額超1760億元,2021年伊始,動力電池企業(yè)訂單暴漲,僅在1月份投擴產(chǎn)項目就達19起,其中電池項目9起,國內(nèi)寧德時代、中航鋰電、蜂巢能源、億緯鋰能等動力電池頭部企業(yè)相繼傳來產(chǎn)能擴張信息。

萬億級市場的機會在哪里?

鋰電行業(yè)的爆發(fā)無疑直接對上游自動化設(shè)備商和系統(tǒng)集成商帶來了重大利好,僅以寧德時代一家為例,2020年10月底以來共向大族激光、海目星激光、贏合科技、先導(dǎo)股份、今天國際、星云股份、超業(yè)精密、正業(yè)科技、納科諾爾等10家設(shè)備企業(yè)發(fā)出金額超82億元的大單,交付日期集中在2021或2022年。

而寧德時代加快產(chǎn)能競備及訂單鎖定僅是全球范圍動力電池新一輪擴張的縮影,目前包括LG化學(xué)、松下、SKI、中航鋰電、比亞迪、國軒高科等全球頭部動力電池企業(yè)都在積極部署產(chǎn)能上馬。

作為一片能看得見的下游投資熱土,機器人廠商勢必不能放棄這塊大蛋糕。但是對大多數(shù)機器人廠家而言,對鋰電池制造工藝又是一知半解,這里面的機會到底在哪里?怎么樣做進產(chǎn)業(yè)鏈,分得一杯羹,才是重點。

要想搞明白這些,首先要理清楚鋰電池制造工藝的基本流程。大體如下:

鋰電池制造流程圖

具體分為前中后三段

前段:上料勻漿、涂布、輥壓、分切

中段:卷繞、制片、入殼、注液、封口

后段:化成、分容、PACK、倉儲物流

高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)所長盧彰緣表示:“工藝不同,每一段對各類別的機器人需求都不盡相同,但首先要明確一點,機器人廠家要想進入鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈,宜早不宜遲,隨著鋰電行業(yè)進入大規(guī)模擴產(chǎn)時期,大量全新廠房在建,對于機器人廠商來說,機遇大于挑戰(zhàn)?!?/p>

從行業(yè)發(fā)展來看,鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的集中度在不斷上升。從這次擴產(chǎn)的企業(yè)也可以看出,基本都是寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、中航鋰電等頭部企業(yè),而這些企業(yè)對設(shè)備供應(yīng)商的選擇基本都是固定的,那么隨著他們和設(shè)備供應(yīng)商的合作越來越密切,后入者想進入這個市場難度非常大。

另外從機器人自身角度出發(fā),設(shè)備一定是跟著工藝走。早進入行業(yè)就可以早點明白行業(yè)痛點,針對這些痛點,設(shè)計出更加符合不同工藝的機器人。

那么具體到各個工藝,“從鋰電池的制造工業(yè)來看,前段如涂布、分切、烘焙、卷繞,主要還是以鋰電專機為主,傳統(tǒng)的四六軸機器人的使用主要集中在中后段,包括電芯裝配、檢測、電池組裝等環(huán)節(jié)?!崩喈a(chǎn)業(yè)研究院院長杜義賢表示。

但也并不絕對,在一些工藝段還是有企業(yè)嘗試在使用機器人,例如疊片環(huán)節(jié),速度較快,這一點并聯(lián)機器人就有優(yōu)勢。卷繞流程后的包裝工藝中,可以由SCARA和六軸完成上下料、涂膠、機器內(nèi)部轉(zhuǎn)運等功能,再搭配專用設(shè)備完成。在線檢測也可以由SCARA負(fù)責(zé)傳送帶拾取。

此外,在生產(chǎn)線中進行搬運和產(chǎn)品換型的工作交給線性模組機器人和SCARA機器人則最合適。

移動機器人大有可為

而更大的缺口還是在移動機器人上。

隨著近些年移動機器人解決方案慢慢成熟,越來越多的廠商開始嘗試在方案中集成各類AGV、AMR、叉車AGV等。

卷繞、制片、入殼、注液、封口等中段工藝由主要是以傳輸帶的運輸方式為主,很難進行改造。但前段和后段對移動機器人的需求非常大,前段主要是因為物料的體積和負(fù)載問題,需要和產(chǎn)線進行精準(zhǔn)對接,對人員的損耗太大。

“目前極智嘉在鋰電行業(yè)的項目主要集中在電芯前工序和模組環(huán)節(jié),包括立庫對接、線邊倉存取、物料搬運等多個場景,采用極智嘉自主研發(fā)的SLAM激光導(dǎo)航機器人產(chǎn)品,包含潛伏機器人和無人叉車兩大系列,負(fù)載從600kg~5000kg,能夠?qū)崿F(xiàn)各種場景和物料的智能化搬運,提升搬運效率的同時極大提升了安全性。”極智嘉極智嘉全球供應(yīng)鏈解決方案總監(jiān)曹曉剛表示。

極智嘉鋰電行業(yè)AGV產(chǎn)品圖

“到了后段,對移動機器人的需求就是柔性搬運。傳統(tǒng)的解決方案技術(shù)簡單、成熟,但是最大的問題就是不夠柔性,并不能對不同型號的電池進行隨意切換。而隨著電池尺寸、種類的越來越多,柔性要求也將越來越重要。”杜義賢表示。

瀚川智能新能源BU副總經(jīng)理林海軍也講到:“與傳統(tǒng)產(chǎn)線流程方式相比,AGV的產(chǎn)線物流解決方案更為柔性、智能,多臺AGV既能自由獨立地分開作業(yè),又能準(zhǔn)確有序地組合銜接,形成沒有物理隔斷,這樣既能起動態(tài)調(diào)節(jié)作用,又可以延伸工作的范圍半徑,形成高度柔性的生產(chǎn)線。可以降低人工成本,方便與其它高科技設(shè)備實現(xiàn)自動連接,實施無人化作業(yè),如此也可減少人工接觸電芯的機會,保證電芯品質(zhì),但其劣勢主要體現(xiàn)在其行業(yè)技術(shù)不穩(wěn)定,故障率高。”

除了AGV用來搬運的功能之外,AGV+機械臂的復(fù)合機器人也越來越多?!斑@種復(fù)合機器人的需求主要存在于產(chǎn)線的設(shè)備巡檢和零散的物料運輸,例如某些廢品料的收集和抽樣檢測?!倍帕x賢講到。

但一方面,應(yīng)用在電池領(lǐng)域的AGV車型復(fù)雜多樣。目前電池領(lǐng)域應(yīng)用的AGV有叉車式、懸臂式、輥筒式、上下料、系統(tǒng)組裝、潛入牽引式、頂升倉儲式等眾多類型。而AGV市場的發(fā)展還未進入完全成熟的階段,能滿足鋰電行業(yè)多樣化深度定制的AGV供應(yīng)商并不多。

另一方面,鋰電池作為對安全性、一致性、可靠性要求極高的特殊制造業(yè),在應(yīng)用場景中更為注重AGV定位的精準(zhǔn)度、與整體生產(chǎn)節(jié)拍的協(xié)調(diào)性、調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性,對于AGV自動線方案的設(shè)計以及供應(yīng)商的選擇顯得更為重要。

所以,眼下正是移動機器人企業(yè)大舉進入鋰電產(chǎn)業(yè)的好時機。而除了工業(yè)機器人、移動機器人之外,機器視覺等末端傳感器的機會也在不斷顯現(xiàn)。

例如寧德時代的“極限制造創(chuàng)新”概念就要求動力電池缺陷率從ppm(百萬分之一)級別向ppb(十億分之一)級別提升,這對視覺檢測的要求就越來越強烈了。

鋰電行業(yè)智能工廠雛形已現(xiàn)

“從單機到產(chǎn)線再到智能工廠,產(chǎn)能的釋放是關(guān)鍵,但電池能量密度的提高和安全性的平衡是當(dāng)前核心技術(shù)聚焦點,所以從這個層面來看,鋰電行業(yè)整體智能工廠的建設(shè)迫在眉睫?!北R彰緣講到。

而當(dāng)下國內(nèi)優(yōu)秀的鋰電行業(yè)集成商已經(jīng)經(jīng)過一輪洗牌,留下的主要有利元亨、先導(dǎo)股份、瀚川智能、科瑞技術(shù)、海目星激光、大族激光、拓斯達、臺達、遠(yuǎn)榮智能等,而隨著行業(yè)集中度的再次上升,可以預(yù)見競爭也將進一步激烈。

以瀚川智能中高端圓柱電芯自動化產(chǎn)線為例,使用半自動設(shè)備每萬只產(chǎn)量大約用人15至20人,使用全自動設(shè)備每萬只產(chǎn)量大約用人10人,人均效率提升30%以上;合格率可以從90%提升到95%。

這套智能制造系統(tǒng),可以助力客戶明顯提升生產(chǎn)運營數(shù)字化管理水平,并達到對生產(chǎn)參數(shù)管控降低不良率,平均故障響應(yīng)時間控制在2分鐘內(nèi),實現(xiàn)了設(shè)備/工夾具管理無紙化、信息化、智能化,通過交付過程的IT化,H客戶供應(yīng)鏈評估分值提升21%。

杜義賢認(rèn)為,智能工廠由兩部分組成:第一是硬件,即自動化設(shè)備;第二是軟件,即基于傳感器數(shù)據(jù)收集而建立的人工智能系統(tǒng)?!白詣踊O(shè)備好比人的骨骼,而軟件就像是神經(jīng)系統(tǒng)?!?/p>

杜義賢認(rèn)為當(dāng)前制造企業(yè)還面臨信息化建設(shè)存在斷層,車間管理成為“黑匣子”以及供應(yīng)鏈各相關(guān)環(huán)節(jié)分布信息“孤島”等問題。為此在軟件方面,利元亨利用建模仿真與數(shù)字化孿生技術(shù)賦能工廠智能制造。

在此背景下,2021年3月20日,由高工機器人、高工鋰電、高工咨詢主辦的“鋰電池智造躍遷”2021鋰電池智能制造峰會”將在深圳舉辦,大會設(shè)立產(chǎn)線制造、倉儲物流、數(shù)字化智能工廠三大專場,特邀鋰電池、智能裝備、制造產(chǎn)線、倉儲物流等100+相關(guān)企業(yè)參會,共謀動力電池智能制造發(fā)展。

原文標(biāo)題:掘金鋰電智造萬億級市場

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責(zé)任編輯:haq

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原文標(biāo)題:掘金鋰電智造萬億級市場

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