锂电行业自动化现状及工业机器人机会

2018-04-03 07:34

从中国自动化市场来看，长期以来，汽车市场是自动化的主要应用行业，以工业机器人为代表的大量先进设备广泛应用于汽车冲压、焊接、涂装、总装工序，随着国内汽车市场新增产线的萎缩及停滞，广大自动化企业逐步将视野转向电子行业。

以智能手机为代表的电子行业是引领自动化市场增长的又一引擎，以智能手机为代表的消费终端产品带动了诸如半导体、印刷线路板、面板及终端组装的自动化需求增长。截止2017年，智能手机终端出货已接近零增长，随着市场的渐趋饱和，相关产业的自动化投入也势将减少，未来自动化机会何去何从，市场在积极需找新的增长机会点。

新能源汽车产业作为国家重点支持的产业，业界普遍认为其未来几年将持续快速增长，锂电池作为新能源汽车动力来源，将享受新能源汽车市场增长红利，有机会接棒智能手机，成为下一波自动化的重点应用领域。

从动力电池生产工艺流程来看，从原材料的投入到PACK的产出，其生产工艺大致可以分为极片制作、电芯组装、电芯激活和封装、PACK四个工序段。

其中，电芯段大致可分为材料搅拌、涂布、辊压、分切、制片、叠片/卷绕、注液、封口、焊接、化成、分容、检测、模组等，除叠片工艺和卷绕工艺相差较大之外，各不同厂家在主要工艺上大体相同。

从自动化水平来看，从前往后，及到PACK阶段，自动化程度依次降低，前端工艺对后端产品的生产影响较大，甚至直接关乎电池安全问题，因此，前段自动化程度显著高于中后段及PACK段。

从原材料投入到PACK的产出，其中涉及到的设备，笔者大致整理如下。需要说明的是，以下所列的设备并非每家电池厂都已采用，而是根据企业自身情况有所取舍，比如，电芯生产后段及PACK阶段，大多仍为半自动设备或人工加工，自动化程度低，尤其包装、检测、仓储等阶段。

从锂电池生产工艺及相关设备的现状来看，锂电池的生产按主要工序来分，阶段性现象已相当明显，市场针对单一工序已经开发出非常成熟的单机设备，单一工序的单机设备在占据市场的先发优势下，新晋者已经很难独立开发成套设备来重塑市场格局。

后入者的自动化机会可着眼于自动化连线、及对于后段和PACK段自动化程度较低的贴标、包装、输送、仓储等环节做前瞻性研发，其中就蕴含了工业机器人应用的机会。

图：爱普生SCARA机器人

笔者认为，电芯生产前段至叠片/卷绕阶段，工业机器人的应用机会渺茫，从叠片下料到电芯包装阶段，工业机器人的机会主要在于设备之间的连线，以直角坐标或SCARA做衔接，包装入库阶段，可适当考虑SCARA和轻载多关节工业机器人。

工业机器人在锂电行业的应用，机会在于PACK段，其中涉及到的工业机器人应用有：注塑、焊接、搬运、贴标（or贴辅料）、码垛及AGV应用。焊接、搬运和AGV的应用容易理解，搬运码垛可重点考虑在PACK的仓储物流阶段，贴标方面可使用SCARA机器人实现多种辅料，如胶纸、标签等的贴附。

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