兼顧性能、安全及成本，電芯/模組/Pack結(jié)構(gòu)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(shù)迭代風口隱現(xiàn)的是挑戰(zhàn)與機遇。

從技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)件，疊加CTP技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shù)紅利。

長電芯的制造痛點

高工鋰電了解到，長電芯結(jié)構(gòu)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(chǎn)。

利元亨技術(shù)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(shù)，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(zhuǎn)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(gòu)間的摩擦，讓電芯生產(chǎn)過程中不可避免地會產(chǎn)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(chǎn)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(gòu)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(chǎn)，克服因包體重量過大轉(zhuǎn)運難的問題，Pack的雙側(cè)面加頂部焊接問題，兼顧連接片焊接的品質(zhì)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(jīng)嚴重影響了鋰電池產(chǎn)品良率及產(chǎn)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(lǐng)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(shù)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(shù)，通過全方位除塵，有效防止電芯短路；采用關(guān)鍵包膜機構(gòu)，精準包裹電芯；不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)，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(chǎn)品進行完全緊固，避免轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動導致產(chǎn)品產(chǎn)生位移。并使用深度視覺檢測技術(shù)，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(nèi)外部除塵結(jié)合的方式：內(nèi)部采用AAF空氣過濾器配合除塵系統(tǒng)抽風換氣，對內(nèi)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(chǎn)生，避免使用有粉塵產(chǎn)生風險的機構(gòu)與元器件，對產(chǎn)線各段設置粉塵監(jiān)管點。并通過對關(guān)鍵因子的DOE設計，結(jié)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(qū)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)屬性與產(chǎn)品實力。

長電芯Pack線量產(chǎn)

在長電芯Pack自動化產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)。

另一方面，該Pack線可實現(xiàn)600kg的電芯全物流AGV周轉(zhuǎn)，自動化程度高，克服因包體重量過大轉(zhuǎn)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(gòu)，多角度完成pack的雙側(cè)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(zhì)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(chǎn)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(zhì)。

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(chǎn)路上快速邁進。

總結(jié)

技術(shù)工藝蝶變背后，是動力電池對更高安全性、更高品質(zhì)、更低成本的核心需求，這對智能裝備供應商的技術(shù)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(shù)底蘊，正在支撐其在創(chuàng)新產(chǎn)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