机器人凭借高柔性、高标准、高效率优势，成为动力电池行业亮眼的“新角色”。
TWh时代，动力电池行业面临着“质”与“量”的两大挑战。大规模扩产的同时，动力电池缺陷率从ppm（百万分之一）级别向ppb（十亿分之一）级别提升，这对复杂生产的出品稳定性、一致性等方面提出了更高的要求。
紧跟行业的步伐，锂电设备不断革新。其中，机器人凭借高柔性、高标准、高效率优势，成为动力电池行业亮眼的“新角色”。
机器人拥抱动力电池的浪潮
从政策扶持到市场驱动，动力电池的浪潮持续“席卷”产业链上下游。
动力电池生产环节、分支错综复杂，而行业一路高歌猛进，呼吁着灵活性与应变能力更强、产品生产周期更短、设备利用率与员工劳动生产率更高的柔性制造模式。
大浪淘沙，机器人站在锂电的巨浪下。GGII数据显示，在锂电行业，2021年移动机器人（主要用于物料转运或者仓储物流）的销量为6839台，同比增速达83.84%；工业机器人（这里主要统计六轴和 SCARA 机器人，主要用于焊接、打磨、上下料等产线生产）销量 1.97 万台，同比增长 98.18%。其中六轴机器人9255台，同比增长102.61%；SCARA机器人10490 台，同比增长94.44%。
对于机器人厂商而言，身处汽车、3C的江湖混战中已久，面对锂电的“蓝海”，如何顺势布局，拥抱锂电新能源产业的快速发展与变化，将决定新周期的去留与沉浮。
反映到设备端，如何在庞大的锂电生产链条中找到适合自己的位置，成为机器人在锂电行业生长的底层逻辑。
从目前机器人的应用现状来看，前段工艺机器人的应用机会较小，基本由专机设备完成，机器人的切入点主要集中在中后段工艺环节，其中包括电芯装配、检测、电池组装等环节，涉及卷绕、包装、检测、入壳、化成分容、PACK等工艺。
据了解，目前超过75%的电芯、模组组装等工艺环节，正在使用工业机器人，未来增量空间仍充满想象。
电池制造产业的进化与发展
锂电池的产业化发源于日本，具体是从1991年索尼生产18650圆柱电池开始的，产业发展初期，锂电池市场几乎被松下、三洋电气、东芝等少数几个日资企业控制。这些企业在材料、电池工艺方面都建立了深厚的壁垒，与产业链上下游企业进行紧密合作，生产上已然高度自动化。在2000年以前，日本的锂电池企业占据全球95%以上的市场份额。
国内锂电池行业的起步则开始于比亚迪，1998年比亚迪进入手机锂电池市场，凭借国内低廉的劳动力和技术改造后形成的成本优势，比亚迪的电池价格可以比日本三洋平均低40%。由此比亚迪产能和市场份额迅速扩大，陆续为摩托罗拉、诺基亚等主流手机厂供货，2005年日本东芝抵挡不住中国锂电池企业的价格战，直接宣布退出锂电池市场。
这一阶段国内锂电池生产模式主要是将低成本人力与自动化设备结合，锂电池制造商通常只在几道精密工序上使用单台的自动化设备，其他精度要求较低的环节以及中间物料运送都是人工操作。相较于日本的全自动化产线，这种以人力为主的生产线投资成本很低，柔性生产能力也很强。
这种生产模式的成功之处在于当时中国的劳动力价格非常之低，2003年我国制造业员工的平均工资水平大约仅为日本的1/23[1]。
这种劳动密集型的发展方式不可能一直持续下去，一方面2007年之后日本三洋电机在北京、天津新建生产基地，松下和索尼在无锡投资建厂，以求削弱国内厂商的成本优势，另一方面站在2007-2009年的时间节点上看，市场已经开始预计笔记本电脑和电动汽车将成为锂电池未来主要的应用领域，这两个市场对于锂电池品质要求更高，同时中高端手机锂电池的份额也将增长。高端锂电产品对生产工艺精度的要求更加严格，我国锂电池生产商需要提高设备比重和自动化程度以满足锂电生产工艺的技术提升需求。这意味着依靠人工生产中低端锂电池的企业将丧失竞争优势，自动化锂电设备将成为未来高端电池大规模生产的关键环节。
国内电池生产企业开始转变观念，对锂电设备的重视程度逐步提高，很多企业开始更多引进日韩高端锂电设备，同时也有自建团队开发自动化设备和装配线。但是国外设备价格较高，也不适配国内厂商的原材料（浆料和基片，基片时为铝箔和铜箔）。而且日韩出于技术保护的考虑，对我国锂电企业出售的基本都是相对落后的设备产线，买家也仅限于比亚迪、力神和比克等少数几个头部企业。
锂电生产自动化程度为国产设备提供了机遇
这些市场变化和特点为国内设备企业创造了良好的市场条件。国内头部锂电企业的转向将提高国内锂电设备的市场空间。国内锂电设备厂商也开始充分利用自身优势争夺市场份额。
首先，国内锂电设备厂商会根据国内电池厂商的原材料情况和各环节工序状况来个性化开发设备、制定设备状态，例如在极片有蛇形弯、厚薄不齐的情况下提升生产自动化程度。第二，国内设备价格普遍较低，大概是日韩设备的一半或三分之一。此外，国内设备厂商售后服务响应速度更快，很多设备厂商都能在48小时内到达客户现场解决问题，对于ATL一类的大客户，甚至可以达到4小时之内的响应速度。而很多进口设备售后服务需要提前一个月甚至是三个月预约，零部件更换价格也很高昂[2]。于是，众多电池厂商开始放弃进口设备，引进国产设备。
国产替代进行到2013年时，锂电设备国产化率已经逐步上升至30%以上。当时的力神除了关键性的如检测设备主要使用进口外，其它比如化成等环节，国产设备发展较为成熟的基本都已实现国产化。ATL的生产检测设备也主要使用了国产设备。
但是在2007-2013年期间，大多数锂电设备企业规模仍然较小，产品单一，技术能力普遍较弱，即使到了2013 年，国内锂电池设备行业中产值在1-3亿元之间的企业也只有13家，其他265 家锂电池设备企业营收均不超过1亿元[3]。下图为2014年国内部分锂电设备企业锂电设备的营收情况。
其中原因主要是很多锂电池厂商是跟随产业政策风向而来，先前并不具备锂电池的制造基础，这些企业数量较多，大多数为了追风口赚快钱，所以不使用性能高价格贵的设备，进而带动了一些技术能力较低的锂电池设备企业进入市场。此时整个锂电行业还处在低价竞争的状态，国内60%-70%的锂电池都属于中低端产品。
国内很多主要的锂电设备制造企业也都是在2005年前后才进入锂电设备行业，技术、管理水平也制约了企业的发展，设备企业之间抄袭压价之风也很厉害。
总体上看，这一时期国产锂电设备与国外先进设备还存在一定的差距，自动化程度不高，比如工人使用半自动卷绕机时通常需要拉着隔膜边踩边卷绕，设备稳定性相对较低，测控系统落后，生产效率较低等。设备还不能完全满足高标准动力锂电池的工艺要求。
此时，进口设备仍然占据着锂电的高端市场，全自动化生产线依然以进口为主。以涂布机为例，2013年国产涂布设备的涂布宽度仍无法达到日韩设备的水平。国内企业还未掌握高端精密设备的核心控制技术及零部件，比如涂布机测厚装置基本都是进口产品，锂电设备的核心零部件如控制器及伺服驱动系统，大多采用的是日本安川、松下的产品，涂布头也多为进口。此时的国产伺服电机还都处于小批量试用阶段，无法替代国外产品。
同时期，国内有一些锂电设备企业在充分借鉴国外锂电设备制造技术的基础上，开始自主研发全自动化锂电设备，部分国产锂电设备自动化程度和技术精度逐渐接近国际水准。国内进行设备国产替代的同时也开始向海外小批量出口，例如2010年浩能科技研发生产的锂电池间歇式挤压涂布机在国内外获得13台订单，其中日本TDK就订购了3台[4]。先导智能在2012年开始接触ATL动力电池研发团队，得到了ATL的认可，开始进入动力锂电池设备行业。先导智能研发的18650电池卷绕机可以达到每分钟30个电芯的生产速度，超过了当时特斯拉电池供应商松下的设备生产效率。
在即将到来的产业扩张时期，这些对技术、管理水平要求高的企业将会抓住机遇发展壮大。
据中国化学与物理电源行业协会统计，2012年我国锂电池市场规模达到 317 亿元，同比增长约40%左右。我国锂电池产量已经占全球锂离子电池总产量约40%左右，并且逐年增加。根据高工锂电统计，2013年中国锂电池设备产值达到了29亿元，同比增长 21%，其中设备更新占比为24%。
动力锂电池在2012年和2013年的产量分别为2.1亿只、2.9亿只，增长平稳。在波澜不惊的水面之下，一场被市场期待已久的产业扩张正在孕育，并将给锂电及锂电设备行业带来翻天覆地的变化。
中国锂电池市场一年使用多少机器人？
如果按照2021年中国锂电池产线新招标的数量。
按照2022年第一季度的数据，当前动力电池的产能增速极快。
按照实际产线交付周期以及项目落地的时间，2022年落地的动力电池新增产能，将至少有100-150GW左右。对应机器人的需求量将达到5000-10000台。这仅仅是动力电池市场的需求量。
在储能电池、消费电池需求不断增长的今天，整个锂电池市场机器人需求量很有可能会持平汽车零部件市场，缓慢逼近汽车整车市场。
文章来源： 电动知未来，机器人观察，36氪
