兼顧性能、安全及成本，電芯/模組/Pack結構的迭代升級成為當前動力電池企業(yè)的重要路徑。長電芯（刀片電池）、大模組（MEB590）、CTP（cell to pack）等新工藝頻出，對于裝備企業(yè)而言，技術迭代風口隱現(xiàn)的是挑戰(zhàn)與機遇。

從技術發(fā)展趨勢看，長電芯/大電芯以及以CTP為代表的系統(tǒng)高效成組技術是未來動力電池的發(fā)展趨勢，頭部動力電池企業(yè)也在不斷探索長電芯及電池Pack制造的“最優(yōu)解”。

以刀片電池為例，長電芯結構利用長而薄的形狀特點提升了電池包Z向利用率，散熱性明顯提高，并且其本身可以作為結構件，疊加CTP技術，可以使安全性更好、成本更低、體積能量更高。

然而值得注意的是，長電芯雖然可以有效減少結構性零部件的應用，但不可否認在同等工藝水平下，電芯越長，其在生產過程中的對齊度、效率、良品率等都將受到影響。而基于長電芯的CTP過程難度也更高。

這就意味著，能夠解決長電芯、CTP規(guī)模化制造難題的裝備企業(yè)，將率先分享工藝迭代新周期的技術紅利。

長電芯的制造痛點

高工鋰電了解到，長電芯結構創(chuàng)新背后，最困難不是研發(fā)電芯本身，而是能否實現(xiàn)高良品率的規(guī)模化量產。

利元亨技術負責人向高工鋰電表示，長電芯在裝配過程中主要面臨的難點在于：

1、因來料電芯連接片厚度大，連接片折彎需要比較大的壓力，要用力位反饋全閉環(huán)控制技術，單次推動容易使極耳在這個過程中折斷。

2、長電芯頂蓋焊接與傳統(tǒng)的電芯頂蓋焊接不同，需旋轉電芯配合焊接頭的擺動軌跡完成焊接，焊縫狹窄，容易焊偏，焊接難度大。

3、焊接和機構間的摩擦，讓電芯生產過程中不可避免地會產生的粉塵，粉塵失控容易造成電芯短路起火，因此長電芯生產過程中有著嚴苛的車間潔凈度要求。

4、一直以來，因為長電芯的藍膜拉扯容易變形、包膜容易形成氣泡等原因，包膜機構成為長電芯組裝線的一大難題。

5、Z型貼膠極耳撕裂問題。貼膠部位是極耳位置，鑒于極耳薄，承受力很小，貼膠的力值和效果會直接導致極耳撕裂。

而在長電芯Pack過程中，則需要解決高兼容、高柔性生產，克服因包體重量過大轉運難的問題，Pack的雙側面加頂部焊接問題，兼顧連接片焊接的品質問題等等。

可以看到，長電芯極片長度引發(fā)的“全工序”痛點，已經嚴重影響了鋰電池產品良率及產線效率。

利元亨“劍指”長電芯智造

作為高端智能制備和工廠自動化解決方案供應商，利元亨在長電芯組裝線及Pack自動化線領域搶先獲得突破。

高工鋰電獲悉，利元亨長電芯組裝線及Pack自動化線已在合作企業(yè)項目中得到充分驗證，獲得客戶一致好評。

利元亨技術負責人介紹，圍繞長電芯制造痛點，公司針對性創(chuàng)新研發(fā)了長電芯極耳折彎工藝、長電芯激光頂蓋焊接技術，通過全方位除塵，有效防止電芯短路；采用關鍵包膜機構，精準包裹電芯；不同的產品結構采用相對應的貼膠方式，從根源上解決極耳貼膠撕裂。

在極耳折彎工藝上，利元亨創(chuàng)新采用兩次成型折彎技術，循序漸進，在保證極耳不受損的情況下，高效完成極耳折彎工藝。

在長電芯激光頂蓋焊接環(huán)節(jié)，利元亨采用特有的緊固方式對產品進行完全緊固，避免轉盤轉動導致產品產生位移。并使用深度視覺檢測技術，準確抓取電芯運動軌跡，焊接平臺通過軟件進行差補處理，同步配合焊接頭的運動，對準狹窄焊縫，實現(xiàn)電芯頂蓋的高速精準焊接。目前能夠穩(wěn)定的保持焊接優(yōu)率。

在除塵方案上，利元亨創(chuàng)新采用內外部除塵結合的方式：內部采用AAF空氣過濾器配合除塵系統(tǒng)抽風換氣，對內部游離粉塵進行清潔，確保設備潔凈。外部嚴格控制粉塵的產生，避免使用有粉塵產生風險的機構與元器件，對產線各段設置粉塵監(jiān)管點。并通過對關鍵因子的DOE設計，結合流體分析工具、3D增材制造等方法，得出最優(yōu)的焊接口除塵方案，全方位無死角除塵。

在包膜工藝環(huán)節(jié)，利元亨取膜部分采用伺服+C5級直線模組驅動移位及備料循環(huán)等方式，最終攻克長電芯的包膜難題。

針對針對極耳貼膠撕裂問題，利元亨備用了多種貼膠方式，Z形膠采用先貼底部連接片后貼隔膜的方式，L形膠采用先整形后匹配貼膠的方式，不同的產品結構采用相對應的貼膠方式，從根源上解決極耳貼膠撕裂。

長電芯制造痛點的解決以及項目現(xiàn)場的實際驗證，充分體現(xiàn)了利元亨“高端智能制造”標簽下的技術屬性與產品實力。

長電芯Pack線量產

在長電芯Pack自動化產線創(chuàng)新解決方案上，利元亨同樣亮出了“劍鋒”。

高工鋰電了解到，利元亨量產的長電芯Pack線具有兼容范圍廣、整線全物流AGV對接、焊接良率高達99.9%、連接片焊后基于3D視覺的高精度檢測等優(yōu)勢特點。

一方面，利元亨長電芯Pack組裝線可兼容最大2500*1350，最小700*1200的包體，適應多種車型的電池包體，實現(xiàn)高兼容、高柔性生產。

另一方面，該Pack線可實現(xiàn)600kg的電芯全物流AGV周轉，自動化程度高，克服因包體重量過大轉運難的問題。

值得一提的是，焊接是pack里的核心工藝，一個焊點不良往往會導致整個電池包報廢。利元亨使用機器人帶焊接頭機構，多角度完成pack的雙側面加頂部焊接，并配合單獨壓力監(jiān)控裝置，實現(xiàn)高達99.9%的焊接良率。

而連接片的焊接品質幾乎決定著電池包整體的導通優(yōu)良性，過大或過小的焊縫截面積都將使得電池包的電性能與標準值產生較大偏離，因此連接片的焊后檢測在pack組裝中尤為重要。利元亨方案在連接片焊后，基于3D視覺的高精度檢測，檢測目標高，嚴格把控連接片焊后品質。

在利元亨的創(chuàng)新智造方案加持下，長電芯制造及Pack制造在高效量產路上快速邁進。

總結

技術工藝蝶變背后，是動力電池對更高安全性、更高品質、更低成本的核心需求，這對智能裝備供應商的技術能力、開發(fā)創(chuàng)造力、痛點捕捉力、新品迭代更新能力提出了多維度的要求。

利元亨強大的技術底蘊，正在支撐其在創(chuàng)新產品上不斷深入與突破，風口機遇捕捉能力越來越強，利元亨在動力電池裝備市場的想象空間也將更加巨大。

編輯：jq