摘要

對大多數機器人廠家而言，對鋰電池制造工藝一知半解，這里面的機會到底在哪里？怎么樣做進產業鏈，分得一杯羹，才是重點。

中汽協數據顯示：2020年，中國新能源汽車銷量約130萬輛，預計2021年銷量達180萬輛，同比上漲近40%。

下游急速增長的市場需求不僅僅帶動了資本市場股價的狂歡，更是給上中游的材料和電池廠商帶了一波擴產浪潮。

據高工鋰電不完全統計，2020年動力電池投擴產項目26起，總金額超1760億元，2021年伊始，動力電池企業訂單暴漲，僅在1月份投擴產項目就達19起，其中電池項目9起，國內寧德時代、中航鋰電、蜂巢能源、億緯鋰能等動力電池頭部企業相繼傳來產能擴張信息。

萬億級市場的機會在哪里？

鋰電行業的爆發無疑直接對上游自動化設備商和系統集成商帶來了重大利好，僅以寧德時代一家為例，2020年10月底以來共向大族激光、海目星激光、贏合科技、先導股份、今天國際、星云股份、超業精密、正業科技、納科諾爾等10家設備企業發出金額超82億元的大單，交付日期集中在2021或2022年。

而寧德時代加快產能競備及訂單鎖定僅是全球范圍動力電池新一輪擴張的縮影，目前包括LG化學、松下、SKI、中航鋰電、比亞迪、國軒高科等全球頭部動力電池企業都在積極部署產能上馬。

作為一片能看得見的下游投資熱土，機器人廠商勢必不能放棄這塊大蛋糕。但是對大多數機器人廠家而言，對鋰電池制造工藝又是一知半解，這里面的機會到底在哪里？怎么樣做進產業鏈，分得一杯羹，才是重點。

要想搞明白這些，首先要理清楚鋰電池制造工藝的基本流程。大體如下：

鋰電池制造流程圖

具體分為前中后三段：

前段：上料勻漿、涂布、輥壓、分切

中段：卷繞、制片、入殼、注液、封口

后段：化成、分容、PACK、倉儲物流

高工機器人產業研究所（GGII）所長盧彰緣表示：“工藝不同，每一段對各類別的機器人需求都不盡相同，但首先要明確一點，機器人廠家要想進入鋰電池產業鏈，宜早不宜遲，隨著鋰電行業進入大規模擴產時期，大量全新廠房在建，對于機器人廠商來說，機遇大于挑戰。”

從行業發展來看，鋰電產業鏈的集中度在不斷上升。從這次擴產的企業也可以看出，基本都是寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、中航鋰電等頭部企業，而這些企業對設備供應商的選擇基本都是固定的，那么隨著他們和設備供應商的合作越來越密切，后入者想進入這個市場難度非常大。

另外從機器人自身角度出發，設備一定是跟著工藝走。早進入行業就可以早點明白行業痛點，針對這些痛點，設計出更加符合不同工藝的機器人。

那么具體到各個工藝，“從鋰電池的制造工業來看，前段如涂布、分切、烘焙、卷繞，主要還是以鋰電專機為主，傳統的四六軸機器人的使用主要集中在中后段，包括電芯裝配、檢測、電池組裝等環節。”利元亨產業研究院院長杜義賢表示。

但也并不絕對，在一些工藝段還是有企業嘗試在使用機器人，例如疊片環節，速度較快，這一點并聯機器人就有優勢。卷繞流程后的包裝工藝中，可以由SCARA和六軸完成上下料、涂膠、機器內部轉運等功能，再搭配專用設備完成。在線檢測也可以由SCARA負責傳送帶拾取。

此外，在生產線中進行搬運和產品換型的工作交給線性模組機器人和SCARA機器人則最合適。

移動機器人大有可為

而更大的缺口還是在移動機器人上。

隨著近些年移動機器人解決方案慢慢成熟，越來越多的廠商開始嘗試在方案中集成各類AGV、AMR、叉車AGV等。

卷繞、制片、入殼、注液、封口等中段工藝由主要是以傳輸帶的運輸方式為主，很難進行改造。但前段和后段對移動機器人的需求非常大，前段主要是因為物料的體積和負載問題，需要和產線進行精準對接，對人員的損耗太大。

“目前極智嘉在鋰電行業的項目主要集中在電芯前工序和模組環節，包括立庫對接、線邊倉存取、物料搬運等多個場景，采用極智嘉自主研發的SLAM激光導航機器人產品，包含潛伏機器人和無人叉車兩大系列，負載從600kg~5000kg，能夠實現各種場景和物料的智能化搬運，提升搬運效率的同時極大提升了安全性。”極智嘉極智嘉全球供應鏈解決方案總監曹曉剛表示。

極智嘉鋰電行業AGV產品圖

“到了后段，對移動機器人的需求就是柔性搬運。傳統的解決方案技術簡單、成熟，但是最大的問題就是不夠柔性，并不能對不同型號的電池進行隨意切換。而隨著電池尺寸、種類的越來越多，柔性要求也將越來越重要。”杜義賢表示。

瀚川智能新能源BU副總經理林海軍也講到：“與傳統產線流程方式相比，AGV的產線物流解決方案更為柔性、智能，多臺AGV既能自由獨立地分開作業，又能準確有序地組合銜接，形成沒有物理隔斷，這樣既能起動態調節作用，又可以延伸工作的范圍半徑，形成高度柔性的生產線。可以降低人工成本，方便與其它高科技設備實現自動連接，實施無人化作業，如此也可減少人工接觸電芯的機會，保證電芯品質，但其劣勢主要體現在其行業技術不穩定，故障率高。”

除了AGV用來搬運的功能之外，AGV+機械臂的復合機器人也越來越多。“這種復合機器人的需求主要存在于產線的設備巡檢和零散的物料運輸，例如某些廢品料的收集和抽樣檢測。”杜義賢講到。

但一方面，應用在電池領域的AGV車型復雜多樣。目前電池領域應用的AGV有叉車式、懸臂式、輥筒式、上下料、系統組裝、潛入牽引式、頂升倉儲式等眾多類型。而AGV市場的發展還未進入完全成熟的階段，能滿足鋰電行業多樣化深度定制的AGV供應商并不多。

另一方面，鋰電池作為對安全性、一致性、可靠性要求極高的特殊制造業，在應用場景中更為注重AGV定位的精準度、與整體生產節拍的協調性、調度系統的穩定性以及數據采集的準確性，對于AGV自動線方案的設計以及供應商的選擇顯得更為重要。

所以，眼下正是移動機器人企業大舉進入鋰電產業的好時機。而除了工業機器人、移動機器人之外，機器視覺等末端傳感器的機會也在不斷顯現。

例如寧德時代的“極限制造創新”概念就要求動力電池缺陷率從ppm（百萬分之一）級別向ppb（十億分之一）級別提升，這對視覺檢測的要求就越來越強烈了。

鋰電行業智能工廠雛形已現

“從單機到產線再到智能工廠，產能的釋放是關鍵，但電池能量密度的提高和安全性的平衡是當前核心技術聚焦點，所以從這個層面來看，鋰電行業整體智能工廠的建設迫在眉睫。”盧彰緣講到。

而當下國內優秀的鋰電行業集成商已經經過一輪洗牌，留下的主要有利元亨、先導股份、瀚川智能、科瑞技術、海目星激光、大族激光、拓斯達、臺達、遠榮智能等，而隨著行業集中度的再次上升，可以預見競爭也將進一步激烈。

以瀚川智能中高端圓柱電芯自動化產線為例，使用半自動設備每萬只產量大約用人15至20人，使用全自動設備每萬只產量大約用人10人，人均效率提升30%以上；合格率可以從90%提升到95%。

這套智能制造系統，可以助力客戶明顯提升生產運營數字化管理水平，并達到對生產參數管控降低不良率，平均故障響應時間控制在2分鐘內，實現了設備/工夾具管理無紙化、信息化、智能化，通過交付過程的IT化，H客戶供應鏈評估分值提升21%。

杜義賢認為，智能工廠由兩部分組成：第一是硬件，即自動化設備；第二是軟件，即基于傳感器數據收集而建立的人工智能系統。“自動化設備好比人的骨骼，而軟件就像是神經系統。”

杜義賢認為當前制造企業還面臨信息化建設存在斷層，車間管理成為“黑匣子”以及供應鏈各相關環節分布信息“孤島”等問題。為此在軟件方面，利元亨利用建模仿真與數字化孿生技術賦能工廠智能制造。

在此背景下，2021年3月20日，由高工機器人、高工鋰電、高工咨詢主辦的“鋰電池智造躍遷”2021鋰電池智能制造峰會”將在深圳舉辦，大會設立產線制造、倉儲物流、數字化智能工廠三大專場，特邀鋰電池、智能裝備、制造產線、倉儲物流等100+相關企業參會，共謀動力電池智能制造發展。

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