根據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計顯示，9月份國內動力電池產量約為59.1GWh(見圖1)，今年前9個月，中國動力電池產量累計372.1GWh，同比增長176.2%;其中，裝車量為193.8GWh，約占一半;出口量達到90.6GWh，接近1/4。2022年，中國動力電池銷量有望突破500GWh，產值超5000億元。

　　從全球市場來看，8月初市場研究公司SNEResearch稱，在前十名中的動力電池廠商中，中國占據六家，合計市場份額56%，其中寧德時代市場份額從此前的29%提升至34%(見圖2)。LG新能源、三星SDI和SKOn三家韓國電池廠商則占據26%的綜合市場份額。

　　據TrendForce集邦咨詢分析師預計，2022年全年中國市場動力電池裝機量有望突破300GWh，全球市場將達到550GWh左右，并有望沖擊600GWh。至2030年，全球動力電池市場裝機規模將超過3TWh，而中國動力電池裝機規模預計將占據全球約45%的份額。

　　在市場迅猛增長的同時，一批中國鋰電池廠商的“出海”之旅已然開始。7月28日，國軒高科GDR在瑞士證券交易所成功上市，這是自中歐通規則落地以來瑞士證券交易所GDR基礎發行規模最大的公司，此次GDR上市的企業還有格林美、杉杉股份和科達制造這幾家鋰電行業廠商。

　　實際上，早在2014年，寧德時代就已經在德國成立了其首家海外子公司;2017年，寧德時代成立法國子公司;2018年，寧德時代決定在歐洲建立首家海外工廠，總投資18.7億歐元，據悉，目前德國圖林根州工廠正式獲得了8GWh的電芯生產許可，預計于今年年底投后達到規劃產能14GWh，其將為寶馬和其他汽車制造商提供服務。另據外媒報道，寧德時代還計劃投資50億美元，在墨西哥建立一座電池制造廠，為特斯拉和福特汽車供應電池。而由于地緣政治的影響，美國市場目前以韓企、日企為主。

　　除了投資建廠之外，通過與當地企業合作的形式也是當前一些企業采取的“走出去”策略。例如，7月，中創新航海與德國BMZ集團達成戰略合作，按照規劃，中創新航的創新鋰電池產品將通過BMZ集團應用在巴士、卡車、農機以及建筑機械等商用動力系統，加速雙方在全球市場的布局。通過與大眾汽車、印度塔塔汽車等國外企業之間的合作，國軒高科也計劃在歐洲、北美、亞洲等海外市場加大動力電池產能建設和配套產業建設，建設新一代的動力電池生產線，快速實現海外市場布局。

　　高速鋰電切疊一體機受青睞

　　同樣地，鋰電設備行業近幾年也是風起云涌。在對海外市場的開拓方面，今年，先導智能與德國大眾簽訂合作協議，將為大眾德國薩爾茨吉特工廠提供20GWh鋰電裝備服務，包括前道輥軋、極片烘烤、中道組裝線整線、注液，電芯烘烤、化成設備及整線集成總包，并將成為大眾至2030年落地240GWh超級工廠的核心供應商。此外，先導智能還與歐洲電池制造商AutomotiveCellsCompany(ACC)簽署了戰略合作協議，將為其14GWh電池工廠提供鋰電裝備及解決方案。

　　另據悉，四月份，利元亨與北美某動力電池上市企業簽約新能源智能整線訂單，此訂單為動力電池生產的重要工序裝備，涵蓋激光模切、疊片、激光焊接、高速組裝線、化成分容、模組及智能倉儲等。而2022年贏合科技已獲得了ACC新鋰電設備訂單，將為其13GWh的法國超級電池工廠提供前段量產設備;同時這家企業也獲得了德國大眾的億級訂單，將為其20GWh超級工廠(后續將擴展為40GWh)提供生產鋰電池的核心鋰電設備及解決方案。

　　

　　圖12020-2022年8月動力電池產量數據(GWh)

　　　　圖22022年上半年全球動力電池裝機量TOP10

　　(資料來源：SENResearch，單位：GWh)

　　在制造工藝方面，近年來，在鋰電池電芯制作上，隨著市場對新能源汽車安全性能更高、續航里程更長、充電速度更快的需求上升，刀片電池一類的長電芯越來越多地被采用，電芯結構變得狹長，使得卷繞工藝已無法滿足新一代電池的生產要求，疊片工藝逐漸被應用于方殼、軟包電池的制造，以適應動力電池長薄化、大電芯、大模組的發展趨勢，疊片工藝也越發受到市場的青睞，尤其是高速切疊一體機的簽約量較以往大幅增長，成為了2022年最為熱銷的鋰電設備機型之一。

　　在鋰電池生產技術迭代上，電芯裝配段的疊片工藝在能量密度、安全性和充放電效率方面均優于卷繞工藝，疊片工藝包括極片模切和電芯疊片兩道環節，需要使用到模切機和疊片機。為了進一步提高生產效率，一體化設備應運而生，切疊一體設備集成制片和疊片功能，在不改變電池內部結構與形態的前提下，可提升一倍疊片效率，且可減少極片損傷的風險和塵埃產生的數量，減少多片粘連的情況，提升動力電池生產企業的生產效率及產品質量水平，降低制造成本，提高電池安全性。

　　以利元亨開發的高速切疊一體機為例，其疊片速度已經可實現0.15s/pcs;其中采用的高速疊片工藝是利元亨在傳統疊片工藝上進行的創新性變革，極大地提升了生產效率，現階段該工藝已應用于方形鋁殼電芯，同時利元亨團隊正在積極開發整機0.125s/pcs的超高速疊片工藝，有望從根本上解決疊片工藝的效率問題，甚至比肩卷繞工藝效率。

　　圖3卷繞工藝與疊片工藝電芯對比示意圖

　　圖4疊片機制作流程圖(資料來源：天風證劵)

　　在疊片工藝流程中，一般是采用多工位Z形疊片方式，Z型疊片一般由八個機構組成，正負極片上料單元對切好的極片進行自動上料，移載單元通過真空吸盤及高速直線電機對極片進行移動取放片，同時在左右運動時完成隔膜的Z形疊撓，糾偏單元對極片位置進行糾正，保證疊片時的極片對齊度，隔膜放卷需要保證隔膜張力平穩，疊片單元將正極片、隔膜、負極片疊合成小電芯單體，貼膠單元對電芯邊緣進行自定義貼膠。Z型疊片機一般在30軸以上，切疊一體一般在100軸以上。由于這一工藝較為復雜且對設備的要求較高，因此要求用到多重閉環控制技術，以確保制片疊片精度，并可以采用智能AI算法技術等，實現對疊片過程包覆的全監控，通過支持不良極片自動剔除，再次提高疊片設備的智能化水平。

　　直線電機發揮高速、高精度特性

　　除了疊片工藝之外，目前直線電機在電芯制造、極耳沖切、組裝密封等工藝環節中也被大量使用，例如鋰電池PACK產線設備、極耳激光切割機、軟連接激光焊接設備、鋰電自動化封裝設備、鋰電自動模切機等機型。

　　以電芯頂蓋密封焊接為例，現有方法主要采用優秀的激光焊接技術來焊接鋰電池的電芯和保護板。為了提升電芯制造的可靠性、一致性和產品良率，電池企業對激光器的穩定輸出、焊接過程中的飛濺、焊后熔深一致性，以及表面成型等指標均提出了更高的要求。特別是激光在工件上的位置不應明顯偏移，如果裝配精度和激光定位精度不能滿足要求的話，就容易造成焊接缺陷，影響焊接質量，而直線電機具有更好的動態性能，更精確的定位精度和重復定位精度，以及更高的穩定性和更低的維護成本，因此非常適合激光焊接設備移動定位平臺的使用需求。

　　鋰電池分切機是集分切、粉塵處理、張力傳感器于一體的自動化機械，當鋰電池極片連續縱切時，整個過程的完美實現與音圈電機模組的恒力輸出，以及高精密直線電機模組的快速響應速度、微米級定位精度緊密相關，它們可以讓極片分切設備維持較高的準確度和可靠性，從根本上解決了極片分切時較易出現波浪形、拉伸等狀況，確保了極片分切后的穩定性，協助提升鋰電池規模化生產效率。

　　此外，在包膜工藝環節上，由于長電芯的藍膜存在拉扯容易變形、包膜容易形成氣泡等難點，使得包膜機構成為了長電芯組裝線的一大難題。為此，一些廠商在取膜部分采用伺服+C5級直線模組驅動移位及備料循環等方式，攻克了長電芯的包膜應用“痛點”，實現了電芯的精準包裹。

　　緊跟大圓柱電池產能布局

　　“未來的目標是將4680電池產能擴展到每年1000GWh。”在2022年第三季度財報會議上，特斯拉CEO馬斯克堅定地表示。

　　圓柱型鋰電池是發展較早、技術較為成熟的一類車用電池種類。2022年5月，特斯拉正式向普通用戶交付4680電池版ModelY，推動圓柱型鋰電池從早期的1865、2170，邁向“極致標準、極致可靠、極致制造和極致體系”的4680規格(電池直徑為46mm，長度為80mm)。根據實驗顯示，4680鋰電池從10%充電至80%僅需15分鐘，而2170電池電量充到70%就需要25分鐘;另據預測，4680大圓柱電池能量將提升5倍、續航里程提升16%、功率提升6倍。

　　特斯拉表示，目前4680鋰電池的成本降至70美元/kWh，預計屆時其電池生產成本較目前中國國內動力電池的成本下降約一半。面對激烈的市場競爭，LG、松下、寧德時代、億緯鋰能、遠景動力、蜂巢能源等國內外電池企業紛紛加碼大圓柱鋰電池的生產布局，多數企業已在2021年完成了46系大圓柱電池的前期研發與工藝驗證，2022年正在進行中試線到量產線的準備，預計2023年將迎來46系大圓柱規模化量產的拐點。

　　與傳統圓柱電池相比，以4680為代表的大圓柱電池采用創新結構設計，新增全極耳成型、揉平、全極耳與集流盤或殼體激光焊接、開口化成、激光焊蓋板等工序，相應地，新結構也帶來了工藝實現和一致性的挑戰，進而影響到電池良率。尤其是國內高端大圓柱鋰電池生產在核心技術、裝備設計制造方面仍然需要加緊建設，以跟上產業快速發展的步伐。

　　例如，與傳統極片切割步進運動式模切工藝不同，由于全極耳設計，4680鋰電池采用了非傳統的切割方式，在極片切割的過程中直接在極片一側空箔上連續切割極耳成型，因此在切割技術、速度、精度以及產品質量方面對高速制片設備提出了更高的要求。而在激光焊接工藝上，聯贏激光表示，4680鋰電池滲透率帶動激光焊接設備量價齊升，相比方形電池，大圓柱全極耳所需的面焊區域變大，其激光焊接工序從5道增加至7道，大圓柱電池的焊接設備價格也有所提升，所需焊接設備也更多，一般情況下，單GWh相較于1865和2170鋰電池產線，需要增加5臺焊接設備和5臺模切機，由此所帶來的零部件需求也會隨之增加。

　　

　　圖5特斯拉4680鋰電池大圓柱電池的能量將提升5倍、續航里

　　程提升16%、功率提升6倍。(資料來源：特斯拉官網)

　　結語：低碳化、高端化、智能化

　　在今年8月舉辦的“數字出行：智駕時代的汽車產業引領之路”論壇上，中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高表示：“低碳化、高端化、智能化”是動力電池產業發展趨勢和創新方向。在智能化方面，首先就是智能設計，從實驗試錯，到仿真驅動，再到智能化全自動，已經歷三個發展階段，這種方式可以大幅度降低成本，節省70%至80%研發費用，中間的核心技術就是高精度的建模技術和高效率的尋優算法。其次是智能制造，電池制造是一種極致制造，不能引入任何雜質，否則就有安全隱患，為此，必須采用智能化，從數字化生產工藝仿真到數字化生產車間，再到工業互聯網，對生產過程要達到3000個以上的質量監控參數;再次就是智能控制，對于溫度、氣體、壓力，現在只能管理，在充電時才能控制，下一步則是要把傳感器放到電池里，進行全方位控制;而在軟件方面，則要引入人工智能技術。總而言之，中國動力電池行業將實現從材料選擇、電池設計、制造、使用、回收的全鏈條智能化。