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【宁德会议】CATL及供应商工艺革新“样本”
House
超短追板的游资
2021-07-19 22:27:39
摘要:作为全球动力电池“头雁”,宁德时代在动力电池智能制造领域持续创新,联合设备供应商研发新工艺,辅以AI智能、大数据、云计算深度结合,更好地赋能动力电池生产制造。


动力电池大规模提产已在路上,制造工艺革新成为赋能产能快速落地的助推器。

一方面,大规模制造开启后,动力电池企业在生产效率、产品品质、节能降耗等方面提出了更为严苛的要求,设备企业的产品迭代与工艺革新势在必行。

另一方面,实现工艺革新、精益智造,将有利于电池企业在产品性能、规模化优势、成本优势等维度与竞争对手拉开差距。

高工锂电注意到,作为全球动力电池“头雁”,宁德时代在动力电池智能制造领域持续创新,联合设备供应商研发新工艺,辅以AI智能、大数据、云计算深度结合,更好地赋能动力电池生产制造。

宁德时代董事长曾毓群博士曾公开表示,智能制造创新,是将来真正做好创新、做真正安全可靠的电池很重要的基础。而对于极限制造概念的提出与实现,制造工艺的迭代创新也被寄予厚望。

目前,宁德时代已在动力电池制造前中后段及PACK段工序中,尝鲜导入新设备、新工艺,不断优化生产制造流程,其中又以匀浆、涂布、电芯装配、PACK等环节的工艺革新最为明显。

围绕于此,高工锂电梳理了尚水智能、嘉拓智能、曼恩斯特、镭煜科技、海目星、逸飞激光、思客琦等宁德时代核心设备供应商对革新工艺的探索。

前段

在匀浆环节,尚水智能推出循环式高效制浆系统颠覆了传统匀浆工艺。

尚水智能主要采用“边下粉边混合”的半连续式制浆工艺,让粉体在打散的情况下与流动的液体接触,极大地增加粉液的接触面积,避免结块,大幅度提高粉体的润湿效率。

通过打循环的方式让所有浆料依次通过高速制浆单元,避免制浆效果受概率影响导致均匀性和批次稳定性不佳的问题,实现制浆效率的大幅度提高。

尚水智能董事长金旭东表示,全新工艺的制浆系统可帮助电池企业在大幅提升效率的同时,解决掉传统匀浆系统浆料不稳定、能耗高、污染、占地面积大等核心痛点。

在涂布环节,作为涂布机领域领先企业,嘉拓智能给出了包括正负极涂布机独立定制、先进工具仿真技术及新的干燥技术等解决方案。

一是正负极涂布机独立定制。因正负极涂布的差异越来越大,且对涂布速度、质量要求逐步提升,传统的正负极涂布设计一致的思路已不适应,更需从干燥、结构、供料、模头等多维度针对性的专门设计。

二是利用先进工具仿真。如在没有打样验证时间,要求一次做到位时,可以采用仿真模拟技术;此外还有理论研究与实验测试结合,对客户现场大量数据收集及系统分析,以及对瓶颈问题微观上深入研究等。

三是研发及使用微波干燥、油红外干燥、电红外干燥、电磁加热干燥等新的干燥技术。

曼恩斯特推出全自动涂布模头。全自动模头可实现自动适应工艺、自动调整,并能对整体涂布工艺精准自动控制。

相比于传统手动调节模头,曼恩斯特全自动涂布模头优势在于,能够导入更多的监测点(腔体压力分布、温度、质量流量);调节块位置电动化调节(±1um);调节过程可视化;多重闭环调节;Cov 0.35%-0.45%降至0.2%-0.3%;大大缩短调试时间,降低调试浪费等优势。

曼恩斯特总经理彭建林表示,模头自动化、智能化是未来市场发展趋势,会逐渐代替传统手动调解模头。全自动化控制模头可赋能锂电池大规模、稳定生产,满足涂布工艺高精度、高效率、高良率、低成本的发展需求。

在极片烘烤环节,镭煜科技提倡通过极卷开卷干燥工艺迭代注液前电芯干燥工艺,并开发了极卷开卷干燥-Roll To Roll技术。

镭煜科技的极片Baking-Roll To Roll开卷极速干燥系统的产品特点包括干燥一致性99.99%,干燥效果远优越于目前干燥设备,干燥速度可达120m/min,有效解决极卷长时间烘烤造成的极片微脱粉,耐折度降低等问题。

中段

在电芯装配段,在圆柱电池领域,大圆柱无极耳(又称全极耳)技术路线受到特斯拉推崇。通过将电芯极片与集流盘通过激光技术进行连接,使极片与盖板之间过电流能力大幅提升,使其不低于极片本身的过电流能力。

逸飞激光全极耳电池组装技术优势在于:极片端面整理或揉平形成密实体,改善焊接特性;电芯极片与集流盘的焊接可“定制化”设计,优化导电面积与电流分布;通过激光技术应用实现软/硬多种连接方式,简化全极耳连接工艺,提升生产效率与连接可靠性。

逸飞激光董事长吴轩的判断是,圆柱全极耳电池具备高一致性、高安全、高倍率、成组性好、大容量等优势特点,在特斯拉定位效应下,未来5年有望进入全球爆发阶段。

海目星激光积极探索叠片制程需求(MEB平台)、切叠一体机(MEB平台)、4680等新产品新技术的研发及应用。如海目星切叠一体机的终极目标速度为500-600片/分钟,占地面积要接近现有的卷绕工艺,综合成本优于现有工艺。

海目星激光董事长赵盛宇指出,面向TWh时代,要求设备企业的成长周期与电池企业的需求周期相匹配,新工艺、新设备的快速迭代,考验着设备企业的自身能力和扎实根基,能否快速适应行业竞争。

PACK段

目前,动力电池巨头力攻CTP技术,相较于传统电池包,CTP电池包可提高体积利用率,减少零部件数量,电池包能量密度、生产效率显着提升,并有效降低制造成本。这也对PACK产线的创新、性能、效率等提出了更高的要求。

思客琦董事长付文辉指出,在革新工艺上,CTP采用胶粘及套钢带工艺,取消了原有的侧板,与传统工艺大为不同;在生产效率上,原有PACK产线的节拍普遍在6-10min,而CTP产线在要求结构更为精简的同时,对生产节拍也提出了更高的要求。

在模组环节,双列模组、平躺模组等模组排放方式,对模组BUSBAR焊接提出了更高的配套要求;在PACK环节,CTP中大量应用双列模组、平躺模组等结构,对搬运、翻转的多样性同样提出了新的挑战。

思客琦提供的CTP全自动PACK产线,可全面满足CTP电池包对节拍的要求、自动涂胶、自动焊接、自动贴胶、自动套钢带、自动装夹、搬运的新需求。

结语

对于设备企业而言,匹配核心大客户的发展需求,推进革新工艺的开发与量产,能够不断提升自身的跃迁式发展,在迭代传统旧工艺的同时,也有利于拥抱新赛道的红利窗口。

8月12-14日,第十四届高工锂电产业峰会将在宁德富力万达嘉华酒店举行,此次峰会主题为“开启新能源新时代”。

此次峰会由宁德时代、高工锂电、宁德市人民政府联合主办,由高工产业研究院、宁德市工信局联合承办,峰会由智佳能总冠名,思客琦、海目星激光联合协办。

届时,包括海目星激光、大族激光、嘉拓智能、利元亨、科瑞技术、智佳能、思客琦、逸飞激光、浩能科技、镭煜科技、时代高科、易鸿智能、联赢激光、奥普特、宏工科技、誉辰自动化、锐科激光等设备企业高层都将出席此次峰会,和与会嘉宾就革新工艺等话题展开深入探讨。

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    2023-11-25 09:39
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    2021-07-20 05:11
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    2021-07-19 22:34
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