摘要

4680電芯對于一致性是從PPM升級到PPB級，CPK達到2.0以上，因此要求漿料均勻性更高，涂布的面密度檢測精度、檢率要更高。

46大圓柱的產業化進程明顯提速。

2023年10月，特斯拉德克薩斯州超級工廠第2000萬顆4680電芯下線，標志著特斯拉4680電池進入產能放大期。

截至11月初，億緯鋰能圓柱磷酸鐵鋰電池已取得的未來5年客戶意向性需求合計約88GWh，三元大圓柱電池已取得未來5年客戶意向性需求合計約486GWh。

同時，包括寧德時代、中創新航、遠景動力、蘭鈞新能源、蜂巢能源、國軒高科、創明新能源、比克電池等都在大圓柱技術上獲得了實質性進展。

從當前技術路線來看，電極制造分為濕法電極制造與干法電極制造兩種路線，干法電極受制于生產設備及工藝、有機材料匹配等，產業化仍然有很長一段路要走，且干法負極極片先于干法正極。目前制造工藝仍以濕法路線為主流。

不同于傳統的濕法電極制造，46大圓柱對于極片制造提出了更大的挑戰。

“4680電芯在采用無極耳、硅碳負極等新材料與新技術下，能量提升5倍，輸出功率提升6倍，對前段設備也提出了更高的要求?！?strong>曼恩斯特研究院負責人在2023高工鋰電年會大圓柱電池產業化技術沙龍上表示。

曼恩斯特研究院負責人指出，4680電芯對于一致性是從PPM升級到PPB級，CPK達到2.0以上，因此漿料均勻性更高，涂布的面密度檢測精度、檢率要更高。另外A/B面對位要求要達到0.3mm以內，極片削薄區需要控制在3mm以內，為了降低電池的自放電，生產過程去金屬化也是必要的手段。

圍繞于此，曼恩斯特推出的高效制漿系統、超聲波檢測技術相關產品、多進料口模頭、全陶瓷化涂布模頭、高精度的自動調節涂布模頭等拳頭產品，有效滿足4680電芯的制造需求。

在制漿環節，曼恩斯特推出的高效制漿系統高度集成化、制漿連續化，能通過自動化和智能化的控制實現一鍵制漿，且采用陶瓷雙螺桿高速分散，以提升制漿的效率和品質。

相比傳統制漿設備，曼恩斯特高效制漿系統功率節能降低30%-50%，人工減少50%，配料系統環境管控成本可減少40%，占地面積減少35%。值得一提的是，雙螺桿制漿可滿足漿料達到更高固含量的要求，更適配干法電極電池生產。

同時，在漿料的輸送使用階段，曼恩斯特摒棄了傳統的管道輸漿，采用智能調度，智能調度方式。在此系統下，可形成粉料的使用、漿料的輸送，以及涂布模頭和極片的數據關聯，實現產品過程的清晰追溯。

在涂布模頭環節，曼恩斯特研究院負責人表示，對于極片面密度均一性控制，4680電池極片一般采用多幅條紋涂布工藝，均一性控制難度高。曼恩斯特從模頭設計出發，開發了多進料口模頭，使濕膜厚度一致性顯著改善。目前公司在單層&雙層全自動模頭均有成熟的產品和方案。

曼恩斯特創新推出的全自動閉環涂布系統，在精細化調節方面，執行機構的調節間距從12.5mm到45mm均有選擇，可以滿足各類精細化多樣化的需求。

為進一步滿足4680電池對于極片面密度一致性提升以及容量及容量一致性提升的需求，曼恩斯特在面密度高效、高精度檢測、AB面對位提升、削薄改善、去金屬化等方面均推出的創新方案。

在極片檢測環節，曼恩斯特積極探索面密度的高效、高精度檢測方案，近期公司發布了基于超聲波檢測技術的超聲波面密度測量儀，從用戶角度極大地提升了傳感器的檢測精度和檢率。

作為國內首套采用空氣耦合技術的超聲波面密度測量儀產品，曼恩斯特該方案具備高安全、高精度、干濕膜檢測、多種物質檢測、與制膜或涂布面密度的全自動閉環系統深度融合等五大優勢。

在AB面對位處理方面，4680電池對于容量和容量一致性有極高的要求，對位要求從0.5mm提升至0.3mm。曼恩斯特的對位控制方案，也是比較復雜的一個系統，包括涂布機、濕膜CCD、干膜CCD、閉環控制系統、涂布模頭及模頭移動機構、行徑糾偏機構等。

在A面涂布階段，通過干濕膜CCD的尺寸檢測數據與模頭及GAP的調節裝置聯動，實現A面尺寸的精確控制；在B面涂布階段，通過機頭和機尾CCD反饋的雙面涂膜尺寸數據與模頭及GAP調節機構、糾偏機構聯動，實現B面與A面涂膜的精準對位。A/B面對位0±0.5mm下CPK>1.33。

在削薄改善方面，4680電芯極片對于削薄改善提出了更高要求，曼恩斯特的思路，是在墊片邊緣會進行削薄區特殊設計，包括倒角、臺階、或者組合設計，可根據具體的漿料和涂布工藝來展開。除了墊片設計之外，曼恩斯特研究院負責人還提出可以通過邊緣T塊補料的方式進行削薄改善。

在去金屬化方面，曼恩斯特一直致力于前段制程的去金屬化，近期，公司將全行業首發的全陶瓷全自動新品模頭將有效解決金屬模頭易磨損、不耐腐蝕等行業痛點。

曼恩斯特研究院負責人強調，今后曼恩斯特也將推出更多的陶瓷類產品，給業內提供更安全的制造環境。

審核編輯：劉清