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动力锂离子电池制造要怎么样绕开“技术空心化”

2021-03-08 ryder

十二月五日,来自高校、科研院所、公司的60余名嘉宾围绕“动力锂离子电池设计、工艺及装备”展开讨论。


业界一致认为,动力锂离子电池工艺与设备公司要走高端化和国际化路线,制定大规模智能制造的路线图,研究制造工艺、办法和标准,谨防动力锂离子电池制造的“技术空心化”。


设备公司要向高端化和国际化靠拢


新能源汽车快速发展带动锂电池纷纷扩产,锂电池设备的需求在2015年下半年开始爆发。锂电池设备最早出今朝日本和韩国,近年来,随着我国电池公司的市场份额不断提高,国产设备市场占有率也在大幅度提高。目前锂电池设备国产化替代已经达到50%,预计2020年将提高到80%。


与会专家表示,国内设备紧要不足存在于配料系统、涂布机、分切机、装配线、物流仓储系统、加工制造系统、在线监控系统等方面。


我国电动车百人会执行副理事长欧阳明高认为,市场规模的快速上升,要对材料体系优化,依据材料的特性制定制造工艺需求。此外,产品市场终端提出越来越严格的要求,自动化程度可能跟国外先进水平还有差距。


比亚迪第二事业部储能及汽车电池厂总经理沈晞指出,对动力锂离子电池设备的开发应围绕“四高”、“两大”进行。其中,“四高”是指设备非得高可靠性、高精度、高效率、高度自动化。“两大”是指设备开发应基于大规模加工,在可量产的前提下进行设备的整合和优化;其次,设备开发应当是大系统的集成,将整个大系统进行有机串联,才能把电池加工的各环节都把控好。


锂电池自动化设备笔直决定了电芯性能的好坏,目前国内外设备的竞争紧要聚集在电芯和尖端设备。目前国产设备在中后段已经达到日韩领先公司水平,一批国产领军公司已经涌现,并不断进行市场整合和产业布局。


无锡先导科技有限公司董事长王燕清指出,关于国产设备来讲,高端化、智能化、国际化是发展方向。


业内专家表示,除了打造动力锂电池的龙头公司外,也要着力打造加工装备的龙头公司,加大对龙头公司在技术改造、研发创新方面的扶持力度。作为龙头公司,要加大全产业链的倾覆,进行并购整合,追求规模效应。


政府可以供应在政策法规、融资渠道方面的支持,以及专向资金的补贴。公司要加大研发投入,走国际化路线,快速学习国外先进公司的相关经验。当然不是说照搬照抄,还是要坚持自主研发,掌握自主知识产权,以中后端推动前端设备的技术进步和提升。


标准化是实现动力锂离子电池智能制造的前提


清华大学锂电池试验室主任李建军认为,今朝电动车或者储能系统电池都是大规模的串并联系统,对电池制造工艺、技术水平及控制提出了更高要求。


锂离子的工艺非常复杂,工序非常繁多,而且每道工序对电池的性能都有影响。整个制造过程要对环境控制,而且加工要更加科学、合理、标准化,减少人为操作。另外,采取高精度和稳定的设备,对电池加工环节的每个节点进行严格而有效的监控控制,减少电池的差异性,从而提升电池的质量。


吉阳智能科技有限公司董事长阳如坤解析,从控制过程角度来管理,无外乎四个方面:定点控制、异物管理、适度管理、在线监控。有些新技术可以引进来,比如通过溅射工艺制造固态电池、激光模切、叠片式卷绕,高速组装技术等。


阳如坤指出,目前动力锂离子电池是1MWh为一条加工线,存在着合格产量低、一致性差、安全性差、维护麻烦、成本高等问题。将来是一条加工线要1GWh到5GWh,在原来基础上上升了1000倍甚至几千倍,为实现这一目标,除了要大规模制造外,智能化制造是其紧要处理途径。


业内专家分解,我们的动力锂离子电池制造今朝还处在“初级智能”阶段,合格率整个行业里面大概是90%。将来希望通过智能制造,把整个电池的合格率提高到99%以上。


有关大规模智能制造的实现路径,业内专家表示,从尺寸、产量、数字化、全过程的监控,到制造过程的一体化,还有设备互联、互通、互操作,要做很多工作。


动力锂离子电池的制造朝着智能化方向发展,紧要分为三个阶段。第一阶段是要实现自动化厂,各个工序段实现自动化工程降低人工成本。第二阶段是实现数字化厂,有综合的分解能力,使加工的决策更加快速、准确。第三阶段是智能厂,把现成的资产、资源、基础设施跟数字化的流程相结合,实现业务的进一步优化。


业内专家普遍认为,标准化加工是动力锂离子电池智能制造的先决条件。国轩高科工程研究院常务副院长杨续来指出,电芯的标准化加工涉及到从前端的制造设备标准化,到后期的pACK设备标准化。福建星云电子股份有限公司副总经理刘震则认为,电芯、电池组在设计、工艺等方面实现标准化,是目前实现动力锂离子电池大规模制造的前提条件。而他也表示,目前很多动力锂离子电池加工设备都没有实现标准化,这关于设备制造公司而言,也耗费了过多的成本和精力。

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