揭秘锂电池各生产环节的机器人应用

为了适应锂电行业的高速发展，锂电设备及电池生产企业在智能制造方面大力部署。

机器人作为智能设备的典型代表，在锂电行业的应用已经初见成效，从工业机器人到移动机器人（AGV/AMR）均越来越多的出现在各大锂电池厂商生产作业现场，并且认可度持续提升。一方面，锂电行业的扩产潮为机器人应用带来了新的需求；

另一方面，机器人可以更好的满足锂电柔性制造的需求，随着5G、工业互联网等技术的逐渐成熟与应用，5G+机器人、5G+AMR的应用开始成熟落地，加上工业互联网技术的加持，有望为锂电智能制造水平提升提供助力。

目前工业机器人在锂电行业应用主要呈现以下几个特点：

（1）以电池生产中后端工艺及PACK为主。

锂电池生产工艺中端环节的叠片、焊接、封装等工序涉及工业机器人较多，因为要保证生产效率及产品一致性；后端检测、组装和PACK涉及的工业机器人也较多，因为机器人能满足较大负载的抓取、搬运动作。

锂电池生产环节工业机器人的应用情况

（2）数码电池以SCARA为主，动力电池以多关节机器人为主。

SCARA在实现产品的快速转型以及取代直线滑台上具有优势。在数码电池的生产过程中，因为电池产品种类多，需要频繁换型，SCARA使用量比较大；而动力电池产品相对单一且体积和重量较大，在产线后端的搬运和装箱上使用大负载的多关节机器人更方便。

（3）智能仓储物流系统提升生产及管理智能化。

锂电池企业越来越重视其原料仓、线边仓及成品仓的智能化管理，因此越来越倾向于利用自动化立体仓库提升厂区空间的利用率及电池的便捷存取，同时使用AGV/AMR实现工艺之间的物料、半成品的运输，便于生产物料的监管。

此外，将电池生产工艺与自动化物流系统完美结合，通过存储设备、输送设备、装盘区设备、NG站等专机，实现电池生产全工艺过程的自动化、智能化，达到生产企业预期的指标。

（4）国外品牌主导工业机器人应用，国产品牌主导移动机器人应用。

锂电行业使用较多的工业机器人是多关节机器人与SCARA机器人，外资品牌基于品牌与产品长期可靠性的优势，在锂电行业占据一定的主导地位，大部分锂电厂商均采用外资品牌机器人为主，少量试用国产品牌机器人。

锂电行业的移动机器人（AGV/AMR）应用则是以国产厂商为主导，国产厂商基于高性价比、高稳定性、高服务品质的优势，不断获得锂电厂商的认可。此外，国产移动机器人（AGV/AMR）企业还可针对锂电行业特定场景专门开发定制类产品，在一定程度上解决了锂电厂商的痛点，并获得持续订单需求。

其中，移动机器人（AGV/AMR）在产线工序衔接及线边仓的重要程度已经无可替代，根据AGV在锂电行业的应用现状得出如下趋势：

1）AGV自身精度进一步提升

对于电池生产线而言，前端工序涂布、辊压、分切机台自动上下料的最大难点在于对接精度要求高，单纯仅靠车体自身的定位精度/对接精度较难实现，一般会使用相机等来辅助定位提高精度，这就产生了时间成本，因此，提高AGV自身的精度对产品应用及生产效率都至关重要。

2）AMR替代传统AGV

基于动力电池制造柔性与协作性要求较高的工艺环节，采用无辅助定位标识的SLAM导航的AGV（或AMR），可以更快的实现生产部署，同时更加灵活的路径规划及避障算法将节省运输效率。这种技术给部分替代传统AGV带来了可能性。此外，也可进一步解决极卷输送频次高、料架精准对接、车间空间复杂和人车混流等应用难题。

3）AGV定制化需求提升

针对不同种类电池企业的产线差异，需要根据电池生产工艺做出定制化的AGV，同时，还要考虑电池生产线的空间及布局，以便能够较快速的进行自转、绕行等路径的规划，从而提升定制化AGV的易用性。

此外，应更加深化AGV自身在智能制造体系中的利用率，保证与锂电行业设备所需的通信、抗干扰等能力，同时结合5G进行实施状态监测和数据上传，提高数字化管理及大数据监测的智能化生产。

随着锂电池企业对生产效率、产品的稳定性要求逐渐增加，同时市场对机器人认可度逐渐增加，未来机器人的使用领域也将逐渐增多。

1）行业专用的工业机器人

针对锂电行业中，工业机器人还未渗透的工序，开发专用工业机器人，不仅与生产设备无缝衔接，同时提高工业机器人的可集成能力，保证生产的柔性，提高产品的一致性。如移动机器人为例，已经专门开发出可用于收放卷的单臂搬运、背负搬运AGV。

2）协作机器人逐步渗透各个环节

协作机器人以安全为保障，而且其负载、速度、精度也提升到一定水平，这样不仅可以满足锂电行业对机器人高速高效的要求，同时保证人员、设备、产品的安全，而且其简单易部署的特点，可提高生产设备投资回报率。

此外，目前协作机器人+AI的功能越来越多，这将带动AI在生产中的应用水平，提升企业智能制造发展水平。

3）集成度更高的工业机器人

由于锂电行业的生产设备属于高度集成的，生产线对生产节拍、生产安全、生产信息化等的要求也较高，因此，提高工业机器人的集成能力，将大大缩短扩产建厂的周期，同时为日后的运营维护带来便捷。

首先，保证工业机器人自身使用的集成程度，即其配套的夹具、吸盘、视觉、力传感器的集成能力，同时保障其通信的稳定性、抗干扰能力及维护便捷性。

其次，提高工业机器人与锂电生产设备的高度集成能力及易于操作能力，锂电池的生产有较多的专用生产设备，根据不同工艺的需求，可以无缝和自由的集成到生产线上，有利于工业机器人的灵活使用。

最后，随着智能制造的发展，工业机器人自身的状态监测及生产情况的实时监测，都要求工业机器人提高其数字化和智能化的水平。

*本文内容节选自《2021中国锂电产业智能制造市场报告》

编辑：jq