锂电池是一类依靠锂离子在正极与负极之间移动来达到充放电目的地一种可充电电池，具有高能量密度、高电压、寿命长、无记忆效应等优点。
锂电池按正极材料分可分为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元材料电池；锂电池按形状可分为圆柱电池和方形电池；按外壳可分为钢壳、铝壳和铝塑膜（软包）三种；按工艺可分为圆柱卷绕、方形卷绕和方形叠片三种。
锂电池主要有三大类行业应用：消费类电子（手机、笔记本电脑和平板电脑等）、电动交通工具（电动自行车和电动汽车等）、工业储能设备及其他（通信用UPS和新能源用的储能电源等），其中应用于电动交通工具行业的锂电池叫做动力电池。
2014年之前主要是消费类电子的增长带动锂电池的发展，手机、笔记本电脑和平板电脑等每年保持8%左右的增长率，其中平板电脑和超级本增速更高。但近年来移动终端设备市场发展迅猛，产品更新加快，笔记本电脑、手机以及平板电脑三大电子产品的市场达到一定渗透率后逐渐趋于饱和，增长动力不足。与之相对应的是可穿戴设备、电子烟、无线蓝牙音箱及无人机等新兴电子产品市场前景可观。随着智能化进程，预计2018年3C锂电池市场需求将会持续增长。对于锂电池企业来说，应把握市场发展趋势，充分挖掘新兴电子产品市场需求，研发出高安全、高倍率的3C锂离子电池。
由于国家能源和环保的战略规划，电动汽车在2014年之后开始高速发展，2015年电动汽车中国销售33万辆，同比增长约3.5倍，预计未来将保持在100%左右的增长。电动汽车也是未来锂电池最主要的一个高速增长点。当前，中国动力电池已形成了以比亚迪、CATL、沃特玛、国轩和力神等五家企业组成的第一梯队，其产能均在位于第二梯队电池企业一倍以上，2016年这五家动力电池企业出货量合计超过20GWH，占据中国动力锂电池市场的75%以上。当然第二梯队也不乏在价格、技术、安全等方面形成综合竞争优势的企业，这些企业有望通过各种方式引入资金来扩充自身实力，缩小与第一梯队的差距。从2017年开始，动力电池企业将会有大范围的行业洗牌，部分动力电池企业相继倒闭的情况将开始出现。整体而言，行业强者恒强局面将进一步加剧。
极片制造分为以下几个工序：搅拌、涂布、辊压、分条、制片，目前这些工序都由专机完成，在这几个工序里使用机器人的机会较小。
搅拌：搅拌工序是极片制作的关键核心环节，搅拌的质量直接影响电池的一致性。正负极搅拌在不同的搅拌机中进行，各自的配料也不相同；来料按比例放入不同的料盒，由人工配合小车上料；搅拌均匀的材料由人工配合小车搬运。搅拌机工作原理：分散盘搅拌桨实现既公转，又自转的运动，其速度通过变频器进行调整，使物料做复杂运动，受到强烈的分散和挤压，物料的充分分散和混合，并通过抽真空的方式去除浆内的汽泡和灰包
涂布：涂布机分为挤压式和转移式两种，挤压式涂布机一般用在动力电池生产线上，转移式涂布机一般用在消费类电子电池生产线上。对于消费类锂电池的极片制作而言，正负极在两台转移式涂布机分别进行涂布，正极是铝箔，负极是铜箔；转移式涂布机工作原理：涂布辊传动带动浆料，调整刮刀间隙来调节浆料转移，并利用背辊的转动将浆料转移到基材上实现，可完成双面涂布，间隙连续涂布。
辊压：正负极在不同的辊压机分别进行辊压，正极是铝箔，负极是铜箔，人工配合小车将一卷铜箔或者铝箔（100kg以上）上下料。辊压机工作原理：辊压机主要是由两个相向同步转动的高硬度压辊组成，一个为固定辊，一个为活动辊。通过伺服电机带动固定运转，从而活动辊跟随固定辊相向同步运转，在两辊调试好的间隙及压力的作用下，极片受到高压作用后，由原先篷松状态变成密实状态的极片，质密度得到明显的提高，达到工艺所需要求。
分条：分条机对应卷绕工序中的卷绕机，主要是把大的极片分切成相应电池尺寸大小的条形极片再进行卷绕。正负极在不同的分条机分别进行分切，正极是铝箔，负极是铜箔，人工配合小车将一卷铜箔或者铝箔（100kg以上）上料，并且将分切好的小卷配合小车下料
模切：模切对应叠片工艺的叠片机，主要是通过模具对极片冲压，形成相应电池规格大小的极片进行叠片。人工上下料。
正负极各一卷加两卷隔膜，四卷材料同时卷成一个电芯，上料由人工配合小车将分切后的铜箔或者铝箔放入卷绕焊接一体机。卷绕、焊接好的电芯会放入托盘，再放到流水线上。在此环节将焊接好的电芯下料到流水线上有可能用到机器人。
包装是在卷绕好一个电芯后需要包装起来，以此电芯内部结构，包装工序可以由SCARA和六轴完成上下料、涂胶、机器内部转运等功能，再搭配专用设备完成。因此在包装工序中有大量应用机器人的机会，该工序要求的机器人CT时间为2s，对搬运过程中的稳定性要求较高
在线检测是在一个电芯包装好后需要对其性能进行检测，在线检测可以由SCARA负责传送带拾取，再搭配专用设备完成检测，因此在给在线检测机上下料的时候有使用机器人的机会，该工序要求的机器人CT时间为2s。
电芯入壳是将电芯放入外壳中，入壳可以由SCARA负责上下料再搭配专用设备完成。即在入壳工艺段内有使用机器人的机会，该工序要求的机器人CT时间为2s，且该工序对搬运的平稳性要求较高。
注液是将电芯和外壳之间的空隙用电解液填满这样就形成一个可充放电的电芯，注液可以由SCARA负责传送带拾取，再搭配专用设备完成。因此在注液工序有使用机器人的可能，该工序要求的机器人CT时间为2s。
化成就是激活电芯充放电，化成可以由SCARA负责上下料和内部工位转运，再搭配专用设备完成激活电池充放电工序。因此化成工序有使用机器人的机会。
抽气是在化成之后需要抽去多余电解液和气体（在软包电池的工艺中专有），抽气可以由SCARA负责上下料和内部工位转运，再搭配专用设备完成抽去多余电解液和气体。因此在抽气工序中有使用机器人的机会，该工序要求的机器人CT时间为2s，且对搬运的稳定性有较高要求。
切边是在抽气完成后需要对电芯的外形进行规范，把多余的部分切除（在软包电池的工艺中专有），切边可以由SCARA负责传送带拾取，再搭配专用设备完成切边工序。因此在切边工序中有使用机器人的机会，该工序要求的机器人CT时间为2s。
电压检测是在对电芯完成整形之后需要检测电压是否符合要求；电压检测可以由SCARA负责传送带拾取，再搭配专用设备完成电压检测工序，该工序要求的机器人CT时间为2s。
收料是最后完成电压检测后需要将合格的电芯收集起来；收料可以由SCARA搭配专用收料机完成收料工序，该工序要求的机器人CT时间为2s，且对搬运的平稳性要求较高。
现有实现方式在电芯较大时由于各吸盘受力不均，而搬运速度又较快，达到UPH1800，此时无法其搬运的稳定性，因此需要一种高速搬运过程中能抖动的机器人，也即需要高速平稳搬运解决方案。
移印是将电池的生产日期、电量等所有电池都一样的信息印在电池上；移印目前是人工将电芯放入料盘，料盘进入传送带流水线之后，可以由机器人给移印机上下料。因此在移印工序里有机会使用机器人。该工序要求的机器人CT时间为2s，且对搬运的平稳性要求较高。
清洗是为烘烤做准备，以防有尘埃导致烘烤时出现安全意外；清洗是通过传送带将工件传送至清洗工位，因此清洗工艺没有使用机器人的机会。
烘烤即将洗净的电芯放入烤箱内烘干；烘烤是直接用传送带通过一个烘烤机来完成的，因此在烘烤这个工艺流程中没有使用机器人的机会。
喷码是在电芯上喷上条形码；喷码可以用机器人给喷码机上下料，因此喷码工序有使用机器人的机会。该工序要求的机器人CT时间为2s，且对搬运的平稳性要求较高。
裁切整形是将电芯的形状裁切为统一的形状；裁切整形可以用机器人给裁切机上下料，因此在此工序中有使用机器人的机会。
装PCM是将电芯装到电芯板（PCM）上，使电池具有过充、过放和过流等功能；装PCM可以通过CCD配合机器人完成装电芯板的安装，因此在该工艺段中有使用机器人的机会，该工序的UPH为800，定位精度为0.1mm-0.2mm
在装完PCM后贴胶是为了防止短，电。一般贴1-2层胶，但有时需要贴3-4层胶；贴胶也可以通过CCD配合机器人完成贴胶的动作，因此在贴胶工艺段也有使用机器人的机会，该工序的UPH为800，定位精度为0.1mm-0.2mm。
外观检测是检测电池的长度、宽度及厚度是否符合要求以及看看电池表面有无凹陷和划痕；外观检测可以通过机器人上下料将电池拿到专用检测设备上进行检测再配合人复检来完成，因此在该工艺段有使用机器人的机会，该工序的UPH为800。
性能检测是检测电池的电量、电阻等性能指标；性能检测可以通过机器人给检测机上下料，下料后由人工收集做好的电池，该工序的UPH为800。
包装是最后在出厂之前将做好的电池多个一包包装起来；目前还较难用机器人实现包装工序，只能由人工来完成，因此在包装工序中暂时没有使用机器人的机会。
动力电池制造分动力电池电芯生产和pack生产两大步骤，电芯生产分为极片制作、电芯合成、化成分容，这几个步骤和消费类电池的相应步骤大同小异，尤其是极片制作环节，和消费类电池的极片制作环节基本一样；pack生产主要分为单体处理、模组组装、pack组装这几步。具体的流程及设备详见下文。
极片制造分为以下几个工序：搅拌、涂布、辊压、分条、制片，目前这些工序都由专机完成，在这几个工序里使用机器人的机会较小。
搅拌：搅拌工序是极片制作的关键核心环节，搅拌的质量直接影响电池的一致性。正负极搅拌在不同的搅拌机中进行，各自的配料也不相同；来料按比例放入不同的料盒，由人工配合小车上料；搅拌均匀的材料由人工配合小车搬运。搅拌机工作原理：分散盘搅拌桨实现既公转，又自转的运动，其速度通过变频器进行调整，使物料做复杂运动，受到强烈的分散和挤压，物料的充分分散和混合，并通过抽真空的方式去除浆内的汽泡和灰包
涂布：涂布机分为挤压式和转移式两种，挤压式涂布机一般用在动力电池生产线上，转移式涂布机一般用在消费类电子电池生产线上。对于消费类锂电池的极片制作而言，正负极在两台转移式涂布机分别进行涂布，正极是铝箔，负极是铜箔；人工配合小车将一卷铜箔或者铝箔（100kg以上）上下料。转移式涂布机工作原理：涂布辊传动带动浆料，调整刮刀间隙来调节浆料转移，并利用背辊的转动将浆料转移到基材上实现，可完成双面涂布，间隙连续涂布。
辊压：正负极在不同的辊压机分别进行辊压，正极是铝箔，负极是铜箔，人工配合小车将一卷铜箔或者铝箔（100kg以上）上下料。辊压机工作原理：辊压机主要是由两个相向同步转动的高硬度压辊组成，一个为固定辊，一个为活动辊。通过伺服电机带动固定运转，从而活动辊跟随固定辊相向同步运转，在两辊调试好的间隙及压力的作用下，极片受到高压作用后，由原先篷松状态变成密实状态的极片，质密度得到明显的提高，达到工艺所需要求。
分条：分条机对应卷绕工序中的卷绕机，主要是把大的极片分切成相应电池尺寸大小的条形极片再进行卷绕。正负极在不同的分条机分别进行分切，正极是铝箔，负极是铜箔，人工配合小车将一卷铜箔或者铝箔（100kg以上）上料，并且将分切好的小卷配合小车下料
模切：模切对应叠片工艺的叠片机，主要是通过模具对极片冲压，形成相应电池规格大小的极片进行叠片。人工上下料。
卷绕是正负极各一卷加两卷隔膜，四卷材料同时卷成一个电芯，卷绕机目前由人工上下料，卷好后电芯开始流入传送带，由于极片制作与电芯合成不在一个车间，因此给卷绕机上下料时用机器人替代人较为困难，所以在该环节使用机器人的可能性较小。
电芯卷好后需要放到一个机器里对电芯进行预热，为后续的热压做准备，目前是由一台2轴机械手给预热机上下料，将来有用SCARA替代2轴机械手的趋势。现有设备CT时间为5s。
热压即把卷好的较为松散的电芯压成致密的方形，目前是由一台2轴机械手给热压机上下料，将来有用SCARA替代2轴机械手的趋势。现有设备CT时间为5s。
配对是把压好后的A类电芯和B类电芯配对在一起，可以由一台SCARA给配对机上下料。现有设备CT时间为5s，且该工艺段对传送带拾取的定位精度要求较高，因此将来有用更高定位精度且CT时间更短的SCARA来完成该工序上下料的趋势。
将A类电芯和B类电芯配对好后需要将两个电芯焊接在一起，目前是用2轴机械手给超声波焊接机上料，再用SCARA给焊接机下料。现有设备CT时间为5s，且该工艺段对传送带拾取的定位精度要求较高，因此将来有用更高定位精度且CT时间更短的SCARA来完成该工序上下料的趋势。
将配好对的电芯焊接在一起后还需要焊接转接线轴机械手给转接线焊接机上料，再用SCARA给焊接机下料。现有设备CT时间为5s，且该工艺段对传送带拾取的定位精度要求较高，因此将来有用更高定位精度且CT时间更短的SCARA来完成该工序上下料的趋势。
焊好转接线后需要将电芯包在mylar纸里起到固定、作用，而且方便入壳，可以由1台SCARA给包mylar机上下料。现有设备CT时间为5s，且该工艺段对传送带拾取的定位精度要求较高，因此将来有用更高定位精度且CT时间更短的SCARA来完成该工序上下料的趋势。
在包好mylar纸后将电芯放入铝壳里，目前用一台2轴机械手完成入壳机上下料，并且在入壳机内部用了两台SCARA完成内部工位的转换。现有CT时间为5s，在入壳机内部需要体积小、精度高且活动范围大的机器人。
激光焊接机是将顶盖和铝壳焊接在一起，可以用1台SCARA给激光焊接机上下料，现有设备CT时间为5s，且该工艺段对传送带拾取的定位精度要求较高，因此将来有用更高定位精度且CT时间更短的SCARA来完成该工序上下料的趋势。
气密性测试是看前一步的焊接是否良好，气密性测试用1台2轴机械手上下料，现有设备CT时间为5s，将来有用SCARA替代2轴机械手的趋势。
Baking是把之前做好的电芯烘干；现有实现方式是先用一台SCARA将流水线颗电芯的小托盘里的电芯移载到可放72颗电芯的大托盘里，再由一台大负载六轴机器人将装满72颗电芯的托盘放入烘烤房内；烘烤完之后由该六轴大负载机器人将装有72颗电芯的托盘从烘烤房中拿出，再由原来的那个SCARA机器人将大托盘里的电芯放回装8颗电芯的小托盘里。现有设备的CT时间为5s，精度要求在1mm，也即该工艺段在小托盘和大托盘的移载过程中对传送带拾取的定位精度要求较高，而将大托盘送进送出烘烤房是对搬运满载托盘的机器人要求负载大，且精度高。
一次注液是把电芯和外壳之间的空隙用电解液填满，使电芯浸润到电解液里；一次注液是用1台2轴机械手上下料。现有设备的CT时手掌纹路图解间是5s，将来有用SCARA取代2轴机械手的趋势。
高温静置是把注液后的电芯放到高温下使电芯充分浸润到电解液里；高温静置是直接通过传送带传送至工位，因此在该工艺段使用机器人的机会较小。
二次注液与一次注液一样，是把电芯和外壳之间的空隙用电解液填满，使电芯浸润到电解液里；二次注液是用2轴机械手给注液机上下料，现有设备的CT时间为5s，将来有用SCARA代替2轴机械手的趋势。
二次焊接是把注液孔用密封钉堵住，二次焊接是用2轴机械手给焊接机上下料；现有设备的CT时间为5s，且该工艺对定位精度要求较高，因此将来有用定位精度较高的SCARA代替2轴机械手的趋势。
常温静置与高温静置的目的一样，是把二次注液后的电芯放到常温下使电芯充分浸润到电解液里，常温静置是直接通过传送带传送至工位，因此该工序段使用机器人的可能性较小。
化成是激活电池充放电、分容是将不同容量的电芯分开，化成分容是通过RGV小车上下料；由于化成柜与分容柜距离流水线较远，因此无法使用机器人直接给化成柜和分容柜上下料，且该工序对电芯定位精度要求不高，因此不会选择在RGV小车上搭载更贵的机器人来替代现有的2轴模组。
包装是把做好的电芯用塑胶包起来，目前是用2轴机械手给包装机上下料，现有设备CT时间为5s，将来有用SCARA代替2轴机械手的趋势。
电芯检测是测电芯的开电压（OCV）和绝缘电阻（IR）；将电芯车间来的整框电芯通过助力悬臂吊放到分档线上，在分档线上自动进行电芯测试，因此在此工艺中使用机器人的可能性较小。
自动测厚是通过机器自动测定电芯的厚度，NG品剔除；将电芯车间来的整框电芯通过助力悬臂吊放到分档线上，在分档线上自动进行自动测厚，NG品剔除；因此在此工艺中使用机器人的可能性较小。
电芯分档是整框电芯按照电压、内阻、压降各分几档，将电芯车间来的整框电芯通过助力悬臂吊放到分档线上，在分档机内进行电芯分档，分好档的电芯通过六轴机器人将电芯存入立库里。在该工艺段内有使用六轴机器人的机会。
侧板上线是AGV小车将端板运送至流水线，六轴机器人进行上料，将侧板依次放在流水线上流至下个工位，因此在该工艺段有使用六轴机器人的机会。现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG。
电芯上线是AGV小车将电芯运送至流水线，六轴机器人进行上料，将电芯依次放在流水线上流至下个工位，因此在该工艺段有使用六轴机器人的机会。现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG。
等离子清洗是将上料来的端板和电芯进行等离子清洗，为后续工步做准备，等离子清洗机是用坐标机械手上下料，由于该工序对电芯的定位精度不高，所以不会用更贵的机器人来代替现有的2轴机械手。因此该工序使用机器人的机会较小。
点胶/贴胶是将上步工位流下来的电芯、侧板涂好胶；点胶/贴胶是用专用的点胶/贴胶系统，即由机器人装胶头组成的点胶/贴胶系统，因此该工艺有机会用到小型的六轴机器人。现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG。
模组叠装是将涂好胶的电芯，侧板都粘在一起；模组叠装机可以用六轴机器人进行上下料，现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较大，大于20KG。因此该工艺段有使用大负载的六轴机器人的机会。
模组固化是将粘好的电芯、侧板放到恒温房中固定；模组固化可以通过六轴机器人将叠装好的模组放到恒温房中让胶水凝固，现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较大，大于20KG。因此该工艺段有使用大负载的六轴机器人的机会。
模组焊接线是焊接输送线，模组焊接线是直接用传送带将待焊模组送至焊接工位，因此在该工艺段使用机器人的可能性较小。
打扎带是通过传送带传送到打扎带工位，通过自动打扎带机打扎带，贴标也是通过传送带输送到贴标工位，通过专用贴标机给模组贴标。因此在该工艺段使用机器人的可能性较小。
装一体化铝排和PCB板是将电芯之间的串并联通过铝排和PCB板连接起来；装一体化铝排和PCB板是用AGV小车运输结合六轴机器人上下料。现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG，且该工序对铝排和PCB板所放的定位精度较高，因此有使用定位精度较高的小负载六轴机器人的机会。
激光焊接是将铝排和PCB板焊到电芯上，激光焊接机可以用六轴机器人进行上下料；现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较大，大于20KG。因此该工艺段有使用大负载的六轴机器人的机会。
盖板组装是将组装好的模组盖上盖板，盖板组装是用AGV小车配合六轴机器人上下料。先由AGV小车将盖板运送到传送带附近，再由六轴机器人将盖板从AGV小车上拿到传送带上并组装。现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG，且该工序对盖板放置的定位精度较高，因此有使用定位精度较高的小负载六轴机器人的机会。
Pack箱点胶是在流水线上的pack箱内部涂胶，人工配合小车将pack箱放到流水线上，再用自动涂胶设备给pack箱涂胶，将来有用六轴机器人代替人工上料的趋势，现有设备效率为1440UPH，所需的机器人负载较小，小于20KG。
模组入箱是将模组组装得到的模组放入涂好胶的pack箱里，模组入箱可以通过六轴机器人抓取模组放入箱体。现有设备效率为1440UPH，所需的六轴机器人负载较大，大于20KG。因此该工艺段有使用大负载的六轴机器人的机会。
将粘好的模组用固定架配合螺丝的方法把模组固定在pack箱里，模组固定架是通过AGV小车上料再通过专用设备将固定架用螺丝固定在箱体内。该工艺段对来料的精度要求不高，所以未来不会用成本高的机器人换现有的RGV小车。因此该工艺段使用机器人的机会较小。
装高低压线是将高压线和低压线用螺丝固定在电池包上；装高低压线是用六轴机器人把固定好的电池放到锁螺丝工位，再由专门的锁螺丝机器完成锁螺丝工作。现有设备效率为1440UPH，所需的六轴机器人负载较大，大于20KG。因此该工艺段有使用大负载的六轴机器人的机会。
BMS/CAN连接是将BMS和CAN都连接到电池包上；BMS/CAN连接是通过人工将BMS和CAN连到电池包上。因为BMS/CAN连接较为复杂，用机器人不好实现，因此将来在该工序也没有用机器人替代人的需求，即在该工序段使用机器人的机会较小。
Pack-EOL/充放电测试工序是对组装好的电池包进行EOL及充放电测试，在EOL/充放电测试中是由人工将测试机上的插头插入流水线上电池包的插座中，插好后由测试机自动进行测试。
现在是通过人工将插头插入插孔，痛点是需要人凭经验去控制头的力，因为力大了容易把插头差坏，而力小了则插不紧，影响EOL/充放电测试结果，现在时常把插头插坏
对机器人的精度和力控有较高的要求，现有设备效率为1440UPH，所需的六轴机器人负载较小，小于20KG。
装上盖是将组装好的电池包最后盖好上盖然后作为成品出厂。现在的装上盖工序是由人来完成的。由于装上盖这一动作简单且具有很高的重复性，因此可以用机器人替代人来完成。
网友评论 ()条 查看