动力电池贴胶工艺调研初版：贴胶工艺调研




1贴胶概述. 3

1.1贴胶机分类. 3

1.2现有主要贴胶供应商资料收集. 4

２贴胶与涂胶对比. 5

３贴胶双面胶介绍. 5

1贴胶概述

第一次工业革命以来，煤石油天然气等化石能源的使用带来了社会生产力的飞跃发展，但随之而来的污染与全球变暖问题也让人类付出了惨痛的代价。21世纪以来，因为化石能源的储备即将枯竭以及过度开采使用造成的环境污染破坏和全球变暖问题日益激化，新能源替代化石能源迫不容缓。新能源汽车替代燃油汽车也被各国提上日程。我国海南省也将2030年作为禁售燃油车节点。综上所述，做为最成熟的新能源汽车动力电池类型的锂电池发展前景广阔。2021年新能源汽销售量达352.1万辆，销量比2020年的136.7万辆增长近160%；预计2022年销量或超550万辆。全国锂离子电池产量324GWh，相比2021年增长106%，其中消费、动力、储能型锂电产量分别为72GWh、220GWh、32GWh，分别同比增长18%、165%、146%。锂电全行业总产值突破6000亿元。行业发展迅速。

目前锂离子汽车动力电池主要使用的为硬壳方形电池。在电芯成组为模组或大电芯模块时（CTP电池）为了保证整体强度和隔热性能，必须对电芯与隔热垫之间进行连接。在早期电芯与隔热垫主要通过涂结构胶进行连接，但是涂胶工艺影响因素较多、控制较为复杂，检测不变，且对固化时间和固化环境（温度、湿度）有较苛刻要求，前期投资也较大。特别是目前ctp工艺作为今后主流发展方向后，电芯成组规模更加大，涂胶对过程控制更加困难且报废成本更加高。目前宁德时代等主流厂家的ctp pack产线都采用了贴胶工艺。回型框隔热垫两面自带双面胶，电芯与隔热垫之间直接通过加压后快速固定，无需进行加热固化，提升节拍，减少能耗节约成本，是今后的发展方向。

1.1贴胶工艺分类

现在贴胶工艺可按照双面胶来料类型分为两类，卷料式和片料式，其工艺流程简图如图１所示，卷料来料相较片材，优势为原材料成本较低，但其需增加一道切片工序，且来料集成气凝胶隔热垫难度较大，大多需现场贴附气凝胶，工艺较复杂。片料式贴胶机双面胶来料时直接集成气凝胶隔热垫，工艺简化了切片和隔热垫贴双面胶工序，有利于提高节拍，提高过程质量控制简便性。最新的贴胶机基本都为片料式，但若卷料解决了气凝胶与双面胶的贴附问题，仍有其优越性。

具体对比如表１

来料方式	优点	缺点
卷料式	原材料成本低，大批量有优势	１增加了切片工序 ２卷材集成气凝胶隔热垫困难，需在现场贴附
片料式	原材料双面胶集成在隔热垫上，直接贴附电芯和端板，简化工序	１原材料成本较高

表１片料式与卷料式贴胶工艺对比

1.2现有主要贴胶供应商资料收集

昂华（上海）自动化工程有限公司为位于上海市浦东新区，是一家专注于装配自动化解决方案的高科技企业，为上海电气子公司。成立近10年，进入锂电行业较早，有着较强技术实力。但是由于接的项目过多，目前人力有不够风险。

上海先惠自动化技术股份有限公司有多年汽车自动化设备解决方案经验，最近几年进入锂电行业的新兴力量，有着雄厚技术实力和较正规的管理能力。已经与CATL合作建立近10多条CTP产线，技术较成熟但人力紧张。

广东拓斯达科技股份有限公司为国内自动化设备领域和工业智能机器人领域头部企业，技术实力雄厚，最近才进入新能源行业，经验较少。

公司简介如下

供应商名称	成立年份	注册资金/(万)	交社保人数	贴胶产线建设相关经验	联系人	职位	联系方式
昂华(上海)自动化工程股份有限公司	2011/5/25	10,886.98	128
上海先惠自动化技术股份有限公司	2007/3/28	7,598.80	370
广东拓斯达科技股份有限公司	2007/6/1	42,627.40	1573

表２片料式与卷料式贴胶机对比表

1.2 贴胶与涂胶工艺对比

连接工艺	胶黏剂	固化时间	所需设备	控制难点	工艺成熟度
涂胶	聚氨酯结构胶	30分钟左右根据工艺要求确定	等离子清洗 成组线体 涂胶机 堆叠台 加热静置设备	涂胶轨迹 涂胶量 ＡＢ比例 固化时间	成熟
贴胶	丙烯酸压敏胶胶	1分钟	等离子清洗 成组线体 贴胶机 堆叠台	装配精度	成熟

表３　贴胶工艺与涂胶工艺对比

如表３，贴胶相比于涂胶，优势如下

１固化时间大幅降低，有利于高速线提高节拍，提升生产效率。

２工艺所需设备简化，无需加热静置，且贴胶机相比涂胶机价格较低。降低成本。

３工艺控制问题转化为装配精度机械问题，管控方法成熟，难度较小。

４贴胶设备相比涂胶机设备维护成本较低。

３贴胶双面胶介绍

双面胶属于压敏胶，其主要分类如表４

压敏胶种类	优点	缺点
丙烯酸酯压敏胶	乳液型丙烯酸酯型压敏胶黏剂	１安全环保、无毒、无污染、低成本。	耐水性及耐高温高湿性较差、干燥速度慢
溶剂型丙烯酸酯型压敏胶黏剂	１耐高温性和持黏力较好	使用有机溶剂，有害环境和健康
热熔型丙烯酸酯压敏胶	１安全环保、无毒、无污染、低成本。	１受热易老化、能耗高， ２对设备的使用温度要求较高
紫外光辐射固化型丙烯酸酯压敏胶	１反应速度快、程度可控、 节能环保	１对环境光照有要求，使用场景受限
橡胶型压敏胶黏剂	溶剂型橡胶压敏胶	具有耐寒 、防水 、耐 酸碱 、高剥离强度	１溶剂价高 、有毒易燃 、污染环境 、　耗费能源多
乳液型橡胶压敏胶	１安全环保，无毒，低成本 ２优秀的耐候性	１其耐光性和耐氧性较差 ２剥离强度相比溶剂型较低
压延型橡胶压敏胶	１百分之百固体组 分 、无溶剂，无污染	１制品太过于消耗原料 ，成本升高
液体固化型压敏胶	１以电子束辐照固化 ，固化时间短 ，无溶剂造成的污染	１电子束辐照固化，对设备和环境要求较高
热塑性橡胶压敏胶	１制备和使用过程中不会产生有毒有害气体	１其耐光性和耐氧性较差 ２剥离强度相比溶剂型较低
有机硅及其他树脂型压敏胶黏剂		１优异的电性能、对金属无腐蚀，而且冷热交变性好、耐腐蚀性佳、耐候性好	１黏结力较弱、工艺复杂、成本较高。 ２造成空气污染 ３干燥和热处理温度较高
聚氨酯类压敏胶黏剂		１毒性低，且具有较好的生 物相容性、吸水性和透水性	１大多数黏弹性不能满足压敏胶要求，需要改性，工艺较复杂。

相比于其他种类胶水，丙烯酸酯压敏胶由于其几乎不用加防老剂便具有优异的耐候性和耐热性;无相分离和迁移现象, 透明性好;对皮肤无影响的特性，并且通过改性可以适应各种适应环境，目前研究也较为成熟，是目前使用最广泛的压敏胶，占总产量的６５％左右。目前贴胶机使用的双面胶材料均为丙烯酸酯。