随着全球气候变化的加剧，碳减排成了全球关注的焦点。对此，中国政府提出“3060碳达峰、碳中和”的重要目标，计划在2030年之前实现二氧化碳排放的峰值，在这之后碳排放将逐渐下降，另一方面中国承诺2060年实现净零排放，中国将在生产和能源消耗方面采取措施，不对全球气候产生额外的影响。
确立目标后，中国加快推动“碳达峰、碳中和”，致力于实施可再生能源替代，加快推进绿色低碳转型，因此大家把目光锁定到了光伏、锂电等新能源行业。
2018年之前受补贴政策驱动，中国光伏装机量大幅增长，引领全球装机进入100GW量级，MIR预计，至2025年全球光伏新增装机量将超300GW。
2015-2025年全球新增及累计光伏装机量统计及预测情况/GW
2017-2025年全球动力电池新增装机量/GWh
据韩国研究机构SNE Research统计：2022年全球动力电池装机量约为518GWh，同比上涨72.1%，2017-2022复合年增长率为54%，此外SNE Research还进一步预测了2023年全球动力电池装机量预计将达到749GWh。
光伏、锂电新增装机量的迅速增长主要部分还要归功于成本的大幅下降。
根据公开信息整理，近10年间，全球公用事业级光伏电站的加权平均平准化发电成本(LCOE)下降了89%，从0.445美元/kWh下降到0.049美元/kWh，2022年，同比下降3%，而这场变革的核心正是机器人产业渗透，推动产业智能化、数字化，走向了“降本增效、提升光电转换效率”的主干道。
01
打造光伏产业智能工厂
2017年~2023E中国光伏行业机器人销量推移（台；%）
注：机器人市场规模包含光伏硅片、逆变器、玻璃、电池片、组件、支架使用的机器人
2020-2023年，光伏市场进入扩张期。在双碳政策驱动下迎来了发展高峰，技术的成熟以及新技术的发展给机器人带来了更多的应用机会。
光伏机器人应用情况
在光伏电池、组件制造环节中， PECVD镀膜、串焊作为整个生产线的核心工艺，会直接影响太阳能电池的性能、效率及可靠性，对环节技术、精度要求非常高，无论是对产品的高质量、高速度、高精度、均匀性、创新性、环保性都存在着难以跨越的难点：
电池端
PERC电池效率已经接近理论极限，N型电池片TOPCon因与PERC产线具有兼容性，作为PERC的有效替代，2022年以后加快产能扩张，给机器人应用带来了更多机会，插片应用机器人需求随之大幅增长。
2022年中国光伏插片机器人市场格局（单位：台）
目前插片应用机器人市场相对集中，特别是PECVD插片，因对机器人性能要求较高，目前主要被外资品牌主导，内资厂商也在积极布局。外资厂商以史陶比尔TX2-90系列机器人最受好评，凭借产品的高精度、高速度、高稳定性和低维修保养需求，获得终端客户的普遍认可。
组件端
2019年以来，随着半片、三分之一片等多分片电池逐步成为市场主流，串焊加工的生产负荷翻倍提升，高速多分片串焊机逐渐开始替代传统的整片串焊机，高速SCARA机器人的需求大幅增加。
2022年中国光伏串焊市场格局（单位：台）
史陶比尔凭借TS2-60和TS2-40高速SCARA机器人，在串焊机上下料的应用上，以最高的产能、摆片精度与高耐久性，获得了终端客户的广泛好评。
不论是在PECVD还是串焊的工艺中，看似简单的 “插片”和“电池搬运”动作，对于机器人来说，其实面临着诸多挑战：
1.硅片尺寸越来越大，越来越薄，更易碎裂与划伤，为了提升良率，需要更精准的定位精度和长期稳定性；
2.单位时间产能要求越来越高，需要更高的生产效率能够有效地降低成本；
3.产线布局紧凑、设备内部运动空间受限，需要小巧的底座与灵活的姿态；
4.需要长期可靠的刚性与耐久度，以减少停机维修保养的损失。
以史陶比尔用于插片应用的TX2-90L 六轴机器人和用于串焊应用的TS2-40/60 SCARA机器人为例， 这些产品均采用了史陶比尔专利的高性能JCS减速器，六轴机器人还采用了JCM集成马达技术，给客户带来了多方面的收益：
1.高产能：用于PECVD工艺石墨舟高速插片单机产能可超过单机9000片/小时；用于串焊单抓搬片双机产能可达9000片/小时；
2.高精度：大幅减少碎片、划伤与露白的概率；
3.高稳定性：长期使用精度稳定，点位不偏移，可大幅减少设备校准与维护的工作量。
02
数字化锂电池 智能化锂电
除了光伏行业之外，锂电池作为一种储能技术，可以帮助平稳供应电力，降低能源波动对电网的影响，从而促进可再生能源更广泛的应用，因而也是双碳目标下另一主要目标领域。
近几年，动力电池头部企业纷纷加速大规模扩产，锂电池行业正在向“TWh”迈进。高性能、高质量、高效率是支撑锂电池行业向高端产业迈进的核心动力。那如何解决行业供应链高端可控的痛点呢？
实施数字化战略，建立智能锂电池工厂
中国锂电池行业机器人应用情况推移及预测/（台）
2022年，锂电池机器人呈高速增长趋势，虽然消费电池市场疲软，但由于动力电池和储能电池加速扩产，因而拉动机器人市场需求增长。大规模扩产即对生产线的效率和质量有着更高效率的要求，MIR预计2023-2024年锂电池行业将以动力电池和储能电池行业的机器人导入为主，带动锂电池市场的机器人使用量长期增长。
机器人技术迭代非常快，这些机器人在生产工艺中发挥着关键的作用，特别是在锂电池电芯制造核心工艺的叠片工艺方面。
在电池生产工序中，叠片是一个非常重要的步骤。叠片即将正极材料、负极材料和电解质等层叠在一起，以构成电池的电化学结构，叠片过程需要确保各个层之间的均匀性和紧密性，以保证电池的性能稳定，不良的叠片可能会导致电池内部的不均匀分布，增加内阻，降低能量密度，甚至引发安全问题，这一步骤的质量和精确性对电池性能和寿命都有重大影响。
卷绕工艺与叠片工艺对比
制芯工艺中，卷绕工艺更成熟、生产效率更高，为当前动力电池主流制芯工艺，叠片工艺受制于生产效率和产品质量控制等因素，目前主要在方型和软包电池领域小规模应用。
卷绕工艺及叠片工艺两种叠片方式均采用“Z”字形式叠片，但卷绕工艺比机器人式叠片结构复杂，多纠偏、转运机械手等组件，且占地面积也较大，卷绕工艺叠台固定，隔膜摆动，机器人式叠片则相反。虽然直卷绕工艺发展时间更长，更成熟，但随着新能源行业的发展，机器人叠片工艺凭借稳定的结构、小体积、结构布局简单紧凑、调试简单等优势获得更大的竞争力而成为后起之秀。长期来看，在电池高安全性能、高能量密度的趋势下，叠片工艺是大势所趋，蜂巢能源、BYD、LG化学、三星SDI、松下等电池巨头都将叠片技术纳入下一阶段布局目标。
2022年叠片机器人应用情况
2022年叠片市场机器人出货量超过1000台，其中史陶比尔占据市场超95%的占比，牢牢抓住市场机遇。史陶比尔首创全封闭式TS2系列SCARA机器人，用于切叠一体机方案中电池片搬运场景，与业内头部客户深入绑定。TS2系列SCARA机器人配备专利JCS驱动技术，拥有超快速度以及高重复定位精度，开放的uniVAL Drive 同步运动控制技术，可实现叠片台上的机器人、夹具及外部设备的一体化运动，显著提高叠片效率，且机器人兼容性高，稳定性好，调试简单，节拍可满足市面上绝大部分客户的需求。
TS2系列 SCARA 机器人
设取极片位置到叠台距离600mm为例，对比分析，相同传输距离条件下，机器人叠片方案效率更高，用时更少。从机器人的稳定性方面，空间布局方面，优点都尤为突出。
此外，史陶比尔机器人事业部执行总裁Christophe Coulongeat还表示，史陶比尔非常重视中国市场发展机遇，在与中方合作伙伴深入合作的同时，将持续加大在华投资，推进本地化进程与创新能力，在食品、制药、医疗、光伏和半导体、汽车、金属、激光等领域为客户提供卓越的产品和解决方案，为每一个应用提供最佳选择。
END
总的来说，机器人技术已成为新能源行业智能化与数字化进程的核心路线，早期布局新能源，更有利于与新能源公司建立紧密的联系，也可以在市场上占据一席之地，建立品牌声誉和市场份额，随着行业的成熟，获得更多的竞争优势，实现长期的商业成功。
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