现阶段，锂电行业正在经历深度的变革期，从技术维度来看，随着电芯做大，叠片工艺逐渐被产业界采纳并成为主流，叠片技术革新迭代迫在眉睫;从降本维度看，随着电池技术不断成熟，如何从工艺、装备和制造层面降本，提升企业竞争力，成为产业链企业攻关的重要方向之一。
市场方面，数据显示，2024年1-3月，我国动力和其他电池合计销量为167.7GWh，同比增长35.5%。其中，锂电池作为绝对主力，更是在2024年4月的前半个月，助力我国新能源乘用车新车渗透率突破50%，达50.39%，占比首次超过传统燃油车。
值得注意的是，新能源乘用车保持较快增速的同时，其价格比拼越来越激烈。整车降本增效的需求已传导至上游电池制造环节，锂电制造企业也从关注产能释放升级到更讲究产线工艺和极致降本增效上。
从制造工艺来看，伴随方形电芯高集成、长薄化的发展趋势，相较卷绕工艺，叠片工艺的性能优势明显：不仅可以使电芯具备高能量密度、稳定的内部结构、高一致性、高安全性、高倍率性、长循环寿命，而且能够助力电芯制造环节降本增效。
目前，包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、蜂巢能源等在内的头部电池企业均已布局叠片路线。机构预计，到2025年，全球叠片机需求将超300亿元，2022-2025年，年均复合增速达43%。
在此背景下，基于效率、良率提升的叠片技术及设备升级已成为锂电中段生产环节竞逐的焦点之一。“光大激光研发的第四代多片Z型叠片机，叠片效率达0.06-0.16s/pcs。”
图为深圳市光大激光科技股份有限公司副总经理江洪道演讲
在“第五届新能源汽车及动力电池(CIBF2024重庆)国际交流会”上，深圳市光大激光科技股份有限公司副总经理江洪道，向与会代表分享了叠片设备的发展趋势，以及光大激光工艺创新的成果。
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多片Z型成为叠片机主流升级方向之一
目前，市场上主流的叠片设备路线包括：单片Z型叠片机、多片Z型叠片机、热复合叠片机等。
从叠片速度提升潜能来看，江洪道指出，目前单片Z型叠片机的叠片速度容易达到极限，这主要因为工位越多，极片就越容易发生偏移。在他看来，通过增加叠片台数量的方式，难以提升生产效率。热复合叠片机的叠片效率，受热复合等限制，也逼近极限。
而光大激光推出的多片Z型叠片机，采用一次叠片数量增加(2-N片)的方式，叠片数量增加的同时，其核心性能、生产效率、设备性价比都实现大幅提升，并降低了生产成本。其中，其核心性能的提升主要表现在：
一是正负模切效率提高
在生产过程中，可以根据不同极片尺寸，匹配多工位多片叠或单工位多片叠。模切裁切多张极片后停顿一次(机械手取片)，相较单片叠设备，多片Z型叠片机减少了模切停顿次数，成倍提高了模切效率。
二是极片输送偏移减少、纠偏高精可靠
根据叠台匹配，其真空皮带连续输送多张极片至每个取片位置;真空皮带真空腔体多段可调，从而减少极片在输送过程中发生较大偏移的几率。同时，通过多张极片独立纠偏功能，提高极片纠偏的高精度;而且，多张极片独立真空监测，以确保极片吸附可靠性。
三是叠片平台提升叠片效率
光大激光多片Z型叠片机实现多张极片同时叠片，叠片效率大幅提高。需要提及的是，其压刀压力单独可调，可有效防止压伤极片;首层隔膜独立纠偏，保证了首层隔膜覆膜精度。
四是覆膜效率、稳定性提高
采用多张极片同时覆膜的方式，提高了多片Z型叠片机的覆膜效率;同时，通过增加覆膜匀速段距离，从而提高了覆膜稳定性及可靠性。
五是两种隔膜分切满足下游不同需求
据介绍，该组设备极组间隔膜压紧分切，可以保证隔膜分切边整齐;且极组压紧机构压力可调，保证分切效果;同时，根据隔膜材料不同和工艺差别，提供热切、冷切这两种隔膜分切方式。
另外，在取片、极组转运、贴胶、热压等环节，多片Z型叠片机均进行了优化升级，进一步满足客户的实际要求。
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光大激光将锂电高能效制造、降本极致化
江洪道指出，“瞄准提高叠片效率的目标，单片Z型叠片机和热复合叠片机几乎都已逼近极限，而光大激光的多片Z型叠片机，主要通过叠片台组合的方式，每个叠片台可以叠三片或者五片极片，从而更高效地发挥设备的生产效率。”
叠片效率方面，针对不同尺寸的极片，光大激光第四代多片Z型叠片机的叠片效率可以达到0.06-0.16s/pes。
例如：115×550mm极片，叠片速度≤0.1s/pcs;115×350mm极片，叠片速度≤0.08s/pcs;100×256mm极片，叠片速度≤0.06s/pcs;169×184mm极片，叠片速度≤0.08s/pcs;340×184mm极片，叠片速度≤0.14s/pcs。
不仅如此，“该组设备还可以根据隔膜不同，对隔膜进行冷切或热切;设备操作、换料位置均在设备边部，方便设备操作维护及物料更换，提高设备稼动率;整线设备数量少，人员配置减少，运营成本降低。”江洪道补充道。
值得一提的是，针对客户的具体要求，光大激光还创新工艺集成。例如，将激光切和叠片集成在一起，对于高极耳等应用场景，相较传统模式，集成后可以减少极片过辊，进而减少极耳翻折的发生;静态切和动态切模式切换自如，可以提高叠片和极耳的精度;设备占地面积减少、能耗降低，同时操作人员减少。
在电池中国看来，锂电设备企业目前多以设备的提质增效，作为实现设备端降本的主要方式之一。在锂电制造端，产线提质、增效具有长周期性，通过叠片产线工艺升级改造所带来的效率提升也将逐渐显现。随着高能效、高性价比的多片Z型叠片机规模化应用，或将助力下游企业极致降本。
据了解，光大激光长期以来聚焦核心技术的更新与迭代。围绕提质、增效、降本的目标，其叠片机解决方案不断升级背后，包括模切机构、叠片台、取片机械手、纠偏台、覆膜机构、热压机构、贴胶机构等核心机构部件都进行了精益求精的创新和升级，而且通过与激光切集成的方式，进一步将锂电高能效制造极致化。
产品方面，光大激光一直致力于做锂电中段和后段设备，主要有激光切极耳、叠片、组装，还有模组和PACK线。
其中，光大激光高速激光极耳切割机，切割速度最高达120m/min，毛刺≤15μm;切叠一体机效率达300-1000ppm，且能效高、性价比高;电芯组装线在行业布局较早，其方型电芯组装效率达12-40ppm，处于行业领先水平;模组/PACK产线效率高、产品良率高。
对于业界广泛关注的大圆柱电池，据江洪道介绍，经过多年的工艺攻关，光大激光大圆柱组装线效率可以达到60-150ppm，结构形式有传统的直线式，也有新的连续操作模式的高速线。
低成本、高安全性、高能量密度、长循环寿命等综合性能优异的产品成为锂电行业新一轮竞争的重点，新型激光技术叠片装备或将成为助力锂电池产线实现极限制造、降本增效的一大引擎。
