中國粉體網訊  鋰離子電池生產工藝一般分為前段極片制作、中段電芯組裝及后段電池檢測封裝三個工段。其中，極片制作主要工序包括供料攪拌、涂布、輥壓、分切、極片烘烤等，電芯組裝主要工序包括電芯卷繞或疊片、裝配、烘烤、注液等，電池檢測封裝主要工序包括電池化成分容、高溫老化、分選、包裝等。各工序相關設備的技術提升和質量控制是鋰離子電池工藝改進和性能提升的重要基礎。

鋰離子電池生產過程

鋰電輥壓工藝

輥壓是將涂布并烘干到一定程度的鋰電池極片進行壓實的工藝過程。

極片輥壓原理

輥壓的目的主要是：

①使極片的表面保持光滑和平整，從而可以防止因極片表面的毛刺刺穿隔膜而引起的電池短路隱患；

②對涂覆在極片集流體的電極材料進行壓實，從而使極片的體積減小，提高電池的能量密度；

③使活性物質、導電劑顆粒接觸更加緊密，提高電子導電率；

④使涂層材料與集流體的結合強度增強，減少電池極片在循環過程中掉粉情況的發生，提高鋰電池的循環壽命和安全性能。

輥壓工藝影響著鋰離子電池的容量、循環性、內阻、安全性、一致性等性能，也對后續工藝生產流程（分模切、卷繞、封裝和注液化成等）有一定影響，因此工藝重點在于控制好壓實密度和極片的反彈比例，增強極片的柔韌性等。

極片軋制分為冷軋和熱軋兩種方式，且輥壓工段基本上都用輥壓分切一體機代替原來單機的生產方式。

鋰電輥壓設備

鋰電輥壓設備按施壓方式劃分為機械螺桿壓緊結構和液壓油缸壓緊結構。手動螺旋加壓式主要應用于實驗室，目前產線上主要用氣液增壓泵加壓式輥壓機和液壓伺服加壓式輥壓機，通過頂緊液壓缸施壓可以施加較大的壓力且壓力穩定，目前量產線上液壓伺服加壓式應用更多。

來源：納科諾爾

目前國內外鋰電池廠家均使用二輥輥壓機輥壓極片，當前市場主流機型輥寬為1,300mm或1,500mm，厚度精度可達±1.5μm，輥壓機械速度最快可達140-160m/min，但考慮到實際生產中輥跳、收放卷穩定性、極片跳動、一致性等因素，穩定生產速度可達100-120m/min。同時，為提高生產效率，輥壓機向大型化、集成化方向發展，目前輥身長度最長已達到1,600mm。

由于鋰電池正極的鋁箔集流體在輥壓時候易出現斷帶情況，為了提高產線的持續性、減少斷帶，目前頭部鋰電池廠商傾向于采用熱輥工藝，以降低極片內應力、反彈幾率及變形抗力。使用熱輥工藝的輥壓機的工藝復雜程度較冷輥工藝大幅上升，不僅需將熱輥制作成蜂窩狀，并且需在主輥機構前后端分別添加預熱機構與冷卻機構，設備價格也隨之有所增長。因此，具備熱輥工藝且可保持較高的輥面溫度均勻性已成為輥壓設備企業的核心競爭力之一。目前，行業內熱輥加熱溫度通常不超過130℃（導熱油），溫度均勻性在±3℃以內。

加熱輥壓機技術原理

鋰電輥壓設備將迎來新的大規模應用市場

據悉，目前鋰電池生產1GWh產能需配置1臺正極輥壓機和1臺負極輥壓機（雙機臺）。2022年中國鋰電輥壓設備市場達32億元，同比增長77.8%。

近年來，國內鋰電池需求上升，電池企業加速擴產，帶動國內鋰電輥壓設備市場規模快速增長。而除傳統鋰電池外，其他新能源電池的需求量提升也將同步擴大輥壓設備市場。

在其他新能源電池領域，由于與鋰電池生產工藝有相似之處，目前已有的鈉離子電池、半固態電池項目均有使用類似傳統液態鋰電池生產所用的極片輥壓機設備。鈉離子電池預計將于未來幾年逐步成熟并進入規模化應用階段，至2025年預計產能將達60GWh，參考鋰電市場所匹配的設備價值以及綜合成本的下降，其對應輥壓設備市場規模約為4.5億元；固態電池技術發展速度相對較慢，至2025年出貨量規模預計僅能達13GWh，但至2030年預計出貨量將超300GWh，從而帶動輥壓設備市場持續快速增長。

可以說，隨著鈉離子電池、固態電池的逐步成熟及投入量產，鋰電輥壓設備企業預計將迎來新的大規模應用市場。

鋰電輥壓設備加速國產替代

輥壓設備的生產工藝較為復雜，涉及機械工程、電氣控制、材料研究、軟件算法等技術及工藝，有較高的技術壁壘。并且輥壓設備需根據下游客戶領域和產品確定不同的工藝路徑及結構參數，比如熱輥工藝、多次輥壓工藝、弧形輥工藝以及不同尺寸的配套設備等，定制化屬性較強。

目前，國內鋰電輥壓設備的代表性企業納科諾爾、贏合科技、先導智能、海裕鋰能、海裕百特等不斷提升自身產品性能、工藝水平以及自動化程度。并且積極配合下游頭部鋰電池客戶進行干電極制造相關的技術開發。其中，納科諾爾等輥壓設備企業正在研究通過輥壓技術將粉料輥壓成厚膜后，經多次熱壓減薄后收卷或與集流體進行復合，保證膜片不斷帶的情況下減薄至指定厚度并提高壓實密度。

鑒于國產鋰電輥壓設備的不斷提升、更高的性價比以及更優質交付、調試及售后服務，寧德時代、比亞迪、中創新航等國內鋰電池企業采用的輥壓設備已實現國產替代。而且，中國鋰電輥壓設備企業逐步受到海外鋰電池企業認可，中國鋰電輥壓設備企業海外滲透率逐步提升。目前，中國鋰電輥壓設備企業已逐步進入日本、韓國以及歐美等海外電池企業供應鏈體系。

參考資料：

邢臺納科諾爾精軋科技股份有限公司招股說明書

邢臺納科諾爾精軋科技股份有限公司公開轉讓說明書

（中國粉體網編輯整理/黑金）

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