ABEC 2023 | 第10屆中國(深圳)電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇現(xiàn)場
電池“達沃斯”-電池網(wǎng)12月6日訊(陳語 張倩 廣東深圳 圖文直播)12月4日-7日,全球電池行業(yè)盛會——ABEC 2023 | 第10屆中國(深圳)電池新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇在廣東深圳舉行。本屆論壇由中關村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池“達沃斯”(ABEC)組委會主辦,電池網(wǎng)、海融網(wǎng)、我愛電車網(wǎng)、能源財經(jīng)網(wǎng)、電池百人會聯(lián)合主辦,來自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學、研、金、服、用”各界600+嘉賓出席盛會,圍繞“競爭or競合 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍路徑與蛻變力量”這一主題,在交流與分享中,掀起頭腦風暴,點亮思維,實現(xiàn)價值對話與精準對接。
廣東利元亨智能裝備股份有限公司研究院院長杜義賢
6日下午,廣東利元亨智能裝備股份有限公司研究院院長杜義賢在論壇上作了題為《動力電池智能制造關鍵技術(shù)》的主題演講,分享了鋰電市場規(guī)模和發(fā)展趨勢、圓柱電池工藝生產(chǎn)痛難點等,電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:
杜義賢表示,相關預測數(shù)據(jù)顯示,2030年全球鋰電池出貨量預計將達4760GWh,復合增長率為22.8%。其中,2030年中國鋰電池出貨量預計將達3356GWh,復合增長率為22.6%,未來8年超5倍市場增長空間。
在電池技術(shù)工藝升級方面,杜義賢介紹,圓柱電池趨于“長+粗”,極耳向“單極耳-多極耳-全極耳”的方向發(fā)展。目前大圓柱全極耳電池的量產(chǎn)難點及技術(shù)瓶頸為中段電芯裝配環(huán)節(jié),且主要圍繞全極耳工藝相關的全極耳成型、集流盤焊接、極柱焊接等。
具體來看,切卷繞工藝方面,切割、收卷、運輸、卷繞的過程中極耳形態(tài)變化不可控制,極耳切割質(zhì)量、卷繞對齊精度等。
全極耳成型方面,極耳成型方式,控制壓平精度和力度,避免集流體受損或者產(chǎn)生碎屑、粉塵等。
集流盤、極柱焊接方面,焊接精度的控制、熔深控制、壓力控制要求較高,既要避免虛焊又要避免焊接穿孔。
封口焊接方面,高速工況下基準面偏移,影響焊接精度等。
針對圓柱電池生產(chǎn)工藝難點,利元亨推出了幾種解決方案:第一種解決方案是中試線,產(chǎn)能不高,特別適合于想切入到圓柱電池生產(chǎn)的客戶,可以進行更多生產(chǎn)工藝的測試。第二種是高速線,包括直線式產(chǎn)線,優(yōu)勢是工藝相對靈活,生產(chǎn)柔性較高,適合于工藝并沒有完全定型的用戶使用;還有一種轉(zhuǎn)塔式產(chǎn)線,生產(chǎn)效率非常高,主要適用于工藝定型的客戶采用的生產(chǎn)模式。
“公司特別重視研發(fā),每年研發(fā)投入超過12%?!睋?jù)杜義賢介紹,利元亨成立于2014年11月19日,于2021年7月1日在上海證券交易所科創(chuàng)板掛牌上市,主要從事智能裝備的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,為新能源(鋰電、光伏、氫能、電驅(qū)、智能倉儲)行業(yè)的頭部企業(yè)提供數(shù)智整廠解決方案。
目前,利元亨已實現(xiàn)工藝智能裝備、自動化產(chǎn)線、智能倉儲物流、信息化產(chǎn)品到數(shù)字化工廠的全鏈條覆蓋,基于七大底層技術(shù)平臺,智能感知、控制技術(shù)、執(zhí)行技術(shù)、智能倉儲技術(shù)、激光應用技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)和真空等技術(shù)。
其中,在鋰電設備業(yè)務中,利元亨已基本覆蓋方形、軟包、圓柱電池的全工序制造流程,是全球為數(shù)不多的可以提供整線設備的廠商之一。
在演講中,杜義賢深入分享了利元亨在動力鋰電整線智能制造方面的成熟解決方案。針對當前最受關注的46系圓柱電池規(guī)模性量產(chǎn)過程中的切卷工藝、極耳揉平、集流盤極柱焊接、封口焊接等關鍵技術(shù)和行業(yè)痛點,他進行了深入剖析,并給出了利元亨的針對性解決方案。這無疑為行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有益的借鑒。
據(jù)介紹,利元亨早期已布局大圓柱設備研發(fā),目前已交付多條中試線。其轉(zhuǎn)塔式高速圓柱裝配線可實現(xiàn)最高360ppm的產(chǎn)能,產(chǎn)品高度兼容80mm-150mm,優(yōu)率為98%。
杜義賢表示,利元亨具體在以下四個方面提出解決方案:一是卷切一體。因為全極耳在翻折的時候很容易產(chǎn)生極耳倒插,利元亨采用極耳預折,解決了切卷一體化的問題。利元亨也做了切卷一體的高速機,5米的極片長度卷繞速度能達到17PPM。
二是揉平。對多極耳的揉平,利元亨采用CCD定位+伺服驅(qū)動+壓力傳感器,這樣的一個全檢測和閉環(huán)的工藝,在電芯長度、精度、端面揉平的角度都達到了客戶的要求。在揉平過程中利元亨跟客戶一起做了大量的驗證,最佳的揉平區(qū)域是在16mm-33mm。
三是集流盤極柱焊接。杜義賢指出,焊接不單純是激光系統(tǒng)的問題,而是激光系統(tǒng)和運動系統(tǒng)耦合的問題,它的系統(tǒng)架構(gòu)是PSO激光能量控制+三軸能量控制系統(tǒng)的耦合。不管焊接的軌跡是直線還是轉(zhuǎn)彎,速度一定會衰減,輸出的能量必然會產(chǎn)生焊流。利元亨提出了PSO方案,基于脈沖控制能量均勻化的方法,將拐角能量均勻,提升焊接的良率。“焊接過程同時有在線跟蹤及檢測系統(tǒng),現(xiàn)在圓柱電池非常害怕的是沒有焊好,可以借用外面的光源也用激光本身的光對它的信號采集?!倍帕x賢表示,當它有缺陷焊得不完整的時候,信號會有很劇烈的顯示,就能檢測出來并及時對它進行技術(shù)質(zhì)量判定和重新的焊接修復。
四是封口焊接。難點在于高速工況下基準面偏移,影響焊接精度等。利元亨目前可實現(xiàn)鋼殼類焊接效率0.6s/φ46mm,鋁殼類焊接效率0.35s/φ26mm,兼容4680-46150尺寸,熔寬控制在700-1000um,熔深>400um,余高0um。杜義賢表示,不光是鋁殼和鋼殼電池,利元亨都有多種解決方案。最后焊完之后,公司也是有專門的化成系統(tǒng)。
據(jù)悉,目前利元亨在手訂單充足,動力鋰電訂單占比較大,截至2023年6月末,公司鋰電領域在手訂單約80億元。
(以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。)