鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1102次 | 2020年06月08日
動力鋰電池制造如何繞開“技術(shù)空心化”
十二月五日,來自高校、科研院所、公司的60余名嘉賓圍繞“動力鋰電池設(shè)計(jì)、工藝及裝備”展開討論。
業(yè)界一致認(rèn)為,動力鋰電池工藝與設(shè)備公司要走高端化和國際化路線,制定大規(guī)模智能制造的路線圖,研究制造工藝、方法和標(biāo)準(zhǔn),謹(jǐn)防動力鋰電池制造的“技術(shù)空心化”。
設(shè)備公司要向高端化和國際化靠攏
新能源汽車快速發(fā)展帶動鋰離子電池紛紛擴(kuò)產(chǎn),鋰離子電池設(shè)備的需求在2015年下半年開始爆發(fā)。鋰離子電池設(shè)備最早出現(xiàn)在日本和韓國,近年來,隨著我國電池公司的市場份額不斷提高,國產(chǎn)設(shè)備市場占有率也在大幅度提高。目前鋰離子電池設(shè)備國產(chǎn)化替代已經(jīng)達(dá)到50%,預(yù)計(jì)2020年將提高到80%。
與會專家表示,國內(nèi)設(shè)備重要不足存在于配料系統(tǒng)、涂布機(jī)、分切機(jī)、裝配線、物流倉儲系統(tǒng)、生產(chǎn)制造系統(tǒng)、在線監(jiān)控系統(tǒng)等方面。
我國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高認(rèn)為,市場規(guī)模的快速上升,要對材料體系優(yōu)化,根據(jù)材料的特性制定制造工藝需求。此外,產(chǎn)品市場終端提出越來越嚴(yán)格的要求,自動化程度可能跟國外先進(jìn)水平還有差距。
比亞迪第二事業(yè)部儲能及汽車電池廠總經(jīng)理沈晞指出,對動力鋰電池設(shè)備的開發(fā)應(yīng)圍繞“四高”、“兩大”進(jìn)行。其中,“四高”是指設(shè)備必須高可靠性、高精度、高效率、高度自動化。“兩大”是指設(shè)備開發(fā)應(yīng)基于大規(guī)模生產(chǎn),在可量產(chǎn)的前提下進(jìn)行設(shè)備的整合和優(yōu)化;其次,設(shè)備開發(fā)應(yīng)該是大系統(tǒng)的集成,將整個大系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)串聯(lián),才能把電池生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)都把控好。
鋰離子電池自動化設(shè)備直接決定了電芯性能的好壞,目前國內(nèi)外設(shè)備的競爭重要集中在電芯和尖端設(shè)備。目前國產(chǎn)設(shè)備在中后段已經(jīng)達(dá)到日韓領(lǐng)先公司水平,一批國產(chǎn)領(lǐng)軍公司已經(jīng)涌現(xiàn),并不斷進(jìn)行市場整合和產(chǎn)業(yè)布局。
無錫先導(dǎo)科技有限公司董事長王燕清指出,關(guān)于國產(chǎn)設(shè)備來講,高端化、智能化、國際化是發(fā)展方向。
業(yè)內(nèi)專家表示,除了打造動力鋰離子電池的龍頭公司外,也要著力打造生產(chǎn)裝備的龍頭公司,加大對龍頭公司在技術(shù)改造、研發(fā)創(chuàng)新方面的扶持力度。作為龍頭公司,要加大全產(chǎn)業(yè)鏈的覆蓋,進(jìn)行并購整合,追求規(guī)模效應(yīng)。
政府可以供應(yīng)在政策法規(guī)、融資渠道方面的支持,以及專向資金的補(bǔ)貼。公司要加大研發(fā)投入,走國際化路線,快速學(xué)習(xí)國外先進(jìn)公司的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然不是說照搬照抄,還是要堅(jiān)持自主研發(fā),掌握自主知識產(chǎn)權(quán),以中后端推動前端設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和提升。
標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)動力鋰電池智能制造的前提
清華大學(xué)鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室主任李建軍認(rèn)為,現(xiàn)在電動汽車或者儲能系統(tǒng)電池都是大規(guī)模的串并聯(lián)系統(tǒng),對電池制造工藝、技術(shù)水平及控制提出了更高要求。
鋰離子的工藝非常復(fù)雜,工序非常繁多,而且每道工序?qū)﹄姵氐男阅芏加杏绊?。整個制造過程要對環(huán)境控制,而且生產(chǎn)要更加科學(xué)、合理、標(biāo)準(zhǔn)化,減少人為操作。另外,采取高精度和穩(wěn)定的設(shè)備,對電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格而有效的監(jiān)控控制,減少電池的差異性,從而提升電池的質(zhì)量。
吉陽智能科技有限公司董事長陽如坤介紹,從控制過程角度來管理,無外乎四個方面:定點(diǎn)控制、異物管理、適度管理、在線監(jiān)控。有些新技術(shù)可以引進(jìn)來,比如通過濺射工藝制造固態(tài)電池、激光模切、疊片式卷繞,高速組裝技術(shù)等。
陽如坤指出,目前動力鋰電池是1MWh為一條生產(chǎn)線,存在著合格產(chǎn)量低、一致性差、安全性差、維護(hù)麻煩、成本高等問題。未來是一條生產(chǎn)線要1GWh到5GWh,在原來基礎(chǔ)上上升了1000倍甚至幾千倍,為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),除了要大規(guī)模制造外,智能化制造是其重要解決途徑。
業(yè)內(nèi)專家分析,我們的動力鋰電池制造現(xiàn)在還處在“初級智能”階段,合格率整個行業(yè)里面大概是90%。未來希望通過智能制造,把整個電池的合格率提高到99%以上。
有關(guān)大規(guī)模智能制造的實(shí)現(xiàn)路徑,業(yè)內(nèi)專家表示,從尺寸、產(chǎn)量、數(shù)字化、全過程的監(jiān)控,到制造過程的一體化,還有設(shè)備互聯(lián)、互通、互操作,要做很多工作。
動力鋰電池的制造朝著智能化方向發(fā)展,重要分為三個階段。第一階段是要實(shí)現(xiàn)自動化廠,各個工序段實(shí)現(xiàn)自動化工程降低人工成本。第二階段是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化廠,有綜合的分析能力,使生產(chǎn)的決策更加快速、準(zhǔn)確。第三階段是智能廠,把現(xiàn)成的資產(chǎn)、資源、基礎(chǔ)設(shè)施跟數(shù)字化的流程相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步優(yōu)化。
業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為,標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)是動力鋰電池智能制造的先決條件。國軒高科工程研究院常務(wù)副院長楊續(xù)來指出,電芯的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)涉及到從前端的制造設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,到后期的pACK設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化。福建星云電子股份有限公司副總經(jīng)理劉震則認(rèn)為,電芯、電池包在設(shè)計(jì)、工藝等方面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,是目前實(shí)現(xiàn)動力鋰電池大規(guī)模制造的前提條件。而他也表示,目前很多動力鋰電池生產(chǎn)設(shè)備都沒有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,這關(guān)于設(shè)備制造公司而言,也耗費(fèi)了過多的成本和精力。