方形電池生產工藝的自動化革新

方形電池生產工藝的自動化革新

—— 聚焦三大關鍵製程：從傳統膠帶到全自動化點膠的轉型之路

隨著全球電動車（EV）產業加速成長，全球的電池製造商面臨的挑戰：如何在滿足車廠對「長續航里程」、「高能量密度」及「極致安全性」需求的同時，突破產能瓶頸並降低成本 。

在方形電池（Prismatic Cell）的製造工藝中，從傳統的模組化設計轉向 CTP（Cell to Pack，無模組電池包） 已成主流 。然而，傳統依賴「泡棉膠帶」、「雙面膠帶」或「Kapton 膠帶」的組裝方式，因其無法全自動化、厚度佔用空間及潛在的安全風險，已成為製程升級的最大阻礙 。

本文將深入探討 Nordson 如何透過先進的熱熔膠點膠技術，針對方形電池生產的三大關鍵環節——電芯堆疊、隔膜固定與焊點保護——提供全自動化解決方案，協助客戶實現高效率、高密度與高安全性的生產目標 。

應用一：電芯堆疊與 CTP 組裝 (Cell Stacking & CTP Assembly)

—— 釋放電池包空間，極大化能量密度

在 CTP 技術架構下，電池包省去了中間模組，電芯直接整合入包，這意味著內部每一寸空間都必須被有效利用 。

1.1 傳統工藝痛點：膠帶的侷限

• 空間浪費： 傳統泡棉膠帶或雙面膠帶具有固定厚度，在數百顆電芯的堆疊中，累積的厚度浪費了寶貴空間，限制了填入量，直接影響能量密度 。

• 自動化困難： 膠帶貼合通常需要人工介入或複雜的機械動作，生產週期長，難以實現高速自動化 。

• 成本高昂： 工業級膠帶的單位成本遠高於熱熔膠材料 。
  

1.2 Nordson 創新解決方案：PSA 與 PUR 熱熔膠應用

Nordson提出以塗膠技術取代膠帶，針對堆疊固定的不同需求應用特定膠材：

• 電芯堆疊固定 (Stacking)： 在電芯邊緣塗佈 PUR（濕氣反應型熱熔膠） 與 PSA（感壓膠）。PUR 提供固化後的強大結構黏合力以應對行駛震動，PSA 則提供組裝初期的即時黏力 。

• 絕緣材料黏合 (Insulation Bonding)： 利用噴塗技術將 PSA 均勻覆蓋於電芯表面，用於黏合隔熱材料，取代厚重的雙面膠帶 。
  

1.3 關鍵效益

• 提升能量密度： 熱熔膠層極薄，節省空間 。

• 全自動化生產： 配合 VersaPUR 與 AltaBlue Plus 膠機，可實現 3 秒內完成點膠的高速生產 。

  

  
  

應用二：動力電池隔膜固定 (Separator Fixing)

—— 非接觸式噴射，確保堆疊工藝的絕對安全

為了提升方形電池容量，製造商紛紛採用堆疊式（Stacking）取代捲繞式（Jelly Roll）。

2.1 傳統工藝痛點：層線錯位風險

• 固定力不足： 傳統膠帶包覆僅能固定頂部與底部。在產線移動或運輸震動中，中間層容易發生錯位。

• 短路隱患： 層線不整齊可能導致陽極與陰極接觸，引發內部短路 。

• 物理損傷： 貼膠帶過程可能對脆弱的隔膜造成物理擠壓或損傷 。

  
  

2.2 Nordson 創新解決方案：Sapphire 非接觸式噴射

Nordson 引入 Sapphire 噴射系統，從側面進行微量點膠固定：

• 精確滲透： 膠水能滲透進入隔膜間隙，提供比膠帶更強大的層間固定力，徹底消除晃動錯位的風險 。

• 零損傷工藝： 採用非接觸式作業，確保隔膜在固定過程中不會受到任何物理損傷 。

• 化學穩定性： 使用客製化的聚烯烴 (Olefin) 熱熔膠 ，不與鋰離子發生反應，確保電池化學性能穩定 。

  
  

2.3 關鍵效益

• 提升安全性： 透過穩固的點膠固定，防止陽極/陰極接觸短路 。

• 產能升級： 穩定的固定技術允許堆疊更多層數，協助客戶實現高容量電池生產 。

  

  

應用三：焊點保護技術 (Welding Spot Protection)

—— 封裝雷射焊渣，杜絕內部短路

方形電池的正負極耳（Tabs）與頂蓋需進行雷射焊接，此過程不可避免會產生金屬焊渣（Residue）。

3.1 傳統工藝痛點：Kapton 膠帶的失效

• 安全風險： Kapton 膠帶在接觸電解液後，黏合強度會下降，無法保證長期不脫落。若焊渣掉落進入電池內部，將導致嚴重短路事故 。

• 依賴人工： 貼膠帶前通常需人工清理焊渣，且貼合過程繁瑣，拉長了生產週期。

  
  

3.2 Nordson 創新解決方案：熱熔 PO 膠自動化封裝

利用耐電解液的 熱熔 PO 膠 (Hotmelt PO) 直接點塗在焊接點上：

• 焊渣封裝： 膠水能完全包覆並固定所有的焊接殘留物，防止其掉落 。

• 電解液耐受性： 選用的 PO 膠在電解液環境中仍能保持強大黏合力，提供永久性保護 。

• 精密塗佈： 使用 LPM 10 供膠系統 搭配 CF200B 塗佈頭，專為精密小量塗佈設計 。
  

3.3 關鍵效益

• 極致安全： 永久消除焊渣引發的短路風險 。

• 無人化生產： 無需人工清理焊渣或貼膠帶，大幅降低人力成本與人為失誤，點膠週期縮短至 3 秒以內 。

  
  

結論

在電動車電池追求極致安全與高效率生產的今天，製程的每一個細節都至關重要。從 Kapton 膠帶、泡棉膠帶轉向熱熔膠自動化點膠，解決了長期存在的「焊渣短路」、「隔膜錯位」及「空間浪費」問題，更為電池製造商實現了無人化、高效率的智慧生產 。

Nordson 憑藉其在精密流體控制領域的領導地位，致力於協助台灣客戶打造更安全、更具競爭力的動力電池產品 。

欲了解更多關於方形電池生產自動化解決方案的資訊，請聯繫諾達專家團隊 。