中國電池網(wǎng)資料圖

鋰電池產(chǎn)業(yè)是我國戰(zhàn)略性的新興產(chǎn)業(yè)之一。近兩年來，在各項(xiàng)利好政策的支持下，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，去年產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了同比54.78%的增長，今年上半年產(chǎn)量同比增長30.5%，發(fā)展形勢喜人。

“但這是一種簡單的，純粹靠規(guī)模和產(chǎn)量推進(jìn)的粗放型擴(kuò)張?！敝袊娮涌萍技瘓F(tuán)公司第四十八研究所熱工裝備公司（簡稱“中國電科48所”）總經(jīng)理蘇文生告訴本報記者，我國鋰電池技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量與國外仍存在差距，傾向高端品質(zhì)需求的應(yīng)用市場要求鋰電池材料實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、高一致性、低成本?？渴裁催_(dá)到這些高要求？“靠工藝、靠管理，更重要的是靠裝備。高品質(zhì)的裝備是高質(zhì)量產(chǎn)品的根本保障?！彼J(rèn)為，作為鋰電池材料制造關(guān)鍵裝備之一的燒結(jié)設(shè)備，亟待向高穩(wěn)定性、高質(zhì)量、高產(chǎn)能和低能耗方向發(fā)展。

問：請結(jié)合中國電科48所生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)介紹，如何實(shí)現(xiàn)燒結(jié)設(shè)備的高穩(wěn)定性？

蘇文生：燒結(jié)設(shè)備的優(yōu)良與否對鋰電池材料產(chǎn)品性能、質(zhì)量穩(wěn)定性有極其重要意義。需要說明的是，這里的穩(wěn)定性包括設(shè)備及產(chǎn)品穩(wěn)定性兩個方面。

實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性，要有一套安全的保障系統(tǒng)作支撐。對此，中國電科48所總結(jié)出了一套成熟的經(jīng)驗(yàn)。首先，在其設(shè)計、制造等最初環(huán)節(jié)就要嚴(yán)格按照質(zhì)量要求，做好質(zhì)量管控使其“優(yōu)生優(yōu)育”。當(dāng)然，這還需要行動有序、迅速高效的團(tuán)隊(duì)合作作保障。

第二是要定期“體檢”，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在危險。我們在燒結(jié)設(shè)備上設(shè)置了傳感系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測設(shè)備以及內(nèi)部產(chǎn)品的運(yùn)行狀態(tài)，提前感知潛在風(fēng)險，并能夠使設(shè)備實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，以避免發(fā)生故障。

要特別重視對關(guān)鍵、容易出現(xiàn)問題的部位進(jìn)行監(jiān)測。例如，輥道爐容易出問題的關(guān)鍵在于輥棒，為了實(shí)時監(jiān)測輥棒的運(yùn)行狀態(tài)，我們開發(fā)了獨(dú)有的監(jiān)測系統(tǒng)，一旦輥棒斷裂，系統(tǒng)就會自動報警，并準(zhǔn)確顯示斷裂的位置，以確保及時、有效地處理故障。

同時要定期維護(hù)。質(zhì)量控制、檢測都是設(shè)備廠商能夠做到的，但維護(hù)要靠用戶努力。用戶要對設(shè)備維護(hù)給予足夠重視，維護(hù)好壞直接決定了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和壽命。為此，我們?yōu)橛脩糁贫嗽敿?xì)的設(shè)備保養(yǎng)手冊。

在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高穩(wěn)定性方面，目前的燒結(jié)設(shè)備大多只能通過溫度閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)。而我們在此基礎(chǔ)上增加了一套系統(tǒng)，除了能夠?qū)崿F(xiàn)溫度閉環(huán)控制外，還能對設(shè)備內(nèi)的氣氛、氣壓進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，進(jìn)一步提升燒結(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量。

問：當(dāng)前，我國主流的燒結(jié)設(shè)備是什么？新一代燒結(jié)設(shè)備具備哪些優(yōu)勢？

蘇文生：主流的鋰電池材料燒結(jié)設(shè)備是輥道爐。截至目前，我國鋰電池材料燒結(jié)設(shè)備大致經(jīng)歷了3代產(chǎn)品。2000年，我國開始大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用推板爐，其燒結(jié)規(guī)模由最初的兩列燒結(jié)發(fā)展為四列燒結(jié)，為我國早期的鋰電池材料生產(chǎn)作出了巨大貢獻(xiàn)。2012年，我國開始使用輥道爐，它的控溫精度、自動化程度提高，同時降低了能耗、減小了污染，還能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，六列、雙層的燒結(jié)規(guī)模也提高了產(chǎn)出。

回轉(zhuǎn)爐在我國還未大規(guī)模應(yīng)用，但我們認(rèn)為,它會是我國第3代鋰電池材料燒結(jié)設(shè)備的發(fā)展方向。

回轉(zhuǎn)爐具有一系列的燒結(jié)優(yōu)勢。不同于傳統(tǒng)的靜態(tài)燒結(jié)，回轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)了動態(tài)燒結(jié)，使物料混合、受熱更加均勻、穩(wěn)定，使產(chǎn)品穩(wěn)定性、一致性更好。

回轉(zhuǎn)爐能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。回轉(zhuǎn)爐提高了物料互相反應(yīng)的活性，物料合成所需的溫度比應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)備低。拿磷酸鐵鋰材料來說，用靜態(tài)燒結(jié)需要750攝氏度的溫度，而用動態(tài)燒結(jié)只需要620攝氏度的溫度。這就大大降低了生產(chǎn)能耗。

回轉(zhuǎn)爐能夠節(jié)省成本?；剞D(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)了全自動化，避免了輔助工具、復(fù)雜自動化系統(tǒng)的配置，降低了企業(yè)的維護(hù)、使用成本。同樣以磷酸鐵鋰正極材料燒結(jié)為例，1臺回轉(zhuǎn)爐相當(dāng)于4臺輥道爐的燒結(jié)量。這樣，企業(yè)的固定資產(chǎn)投入就大大減少，市場競爭力進(jìn)一步提升。

不過，目前回轉(zhuǎn)爐的推廣、應(yīng)用還需要解決用哪一種材料作為爐襯，以進(jìn)一步增強(qiáng)燒結(jié)設(shè)備的耐腐蝕、耐磨性，在燒結(jié)過程中如何更好地控制工藝時間等。

問：中國電科48所在燒結(jié)設(shè)備方面有哪些優(yōu)勢？接下來重點(diǎn)做哪些研發(fā)工作？

蘇文生：我們是專業(yè)從事鋰電池裝備生產(chǎn)的機(jī)構(gòu)，早在1998年就進(jìn)入了該領(lǐng)域，具有豐富的燒結(jié)設(shè)備研發(fā)、制造經(jīng)驗(yàn)。1989年，我們研制出我國第一臺磁性材料單推板爐，2000年推出了首臺正極材料推板爐，2005年成功研制了第一臺氣氛保護(hù)推板爐，并在2012年、2015年分別推出了第二代鋰電池材料燒結(jié)設(shè)備。2016年，我們研發(fā)出了粉體材料的自動上線系統(tǒng)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)工序的全自動化。

裝備研發(fā)的關(guān)鍵是工藝。我們在燒結(jié)設(shè)備涉及的領(lǐng)域進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，摸索各種工藝，用來指導(dǎo)燒結(jié)設(shè)備研發(fā)，走出了一條設(shè)備與工藝相結(jié)合的研發(fā)道路，取得了豐碩的科研成果，先后取得省部級各類獎23項(xiàng)，每年申請發(fā)明專利20余項(xiàng)。

目前，在實(shí)現(xiàn)燒結(jié)程序全自動化的基礎(chǔ)上，我們正在進(jìn)一步研究建設(shè)鋰電池材料智能化生產(chǎn)線，并結(jié)合智能監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋰電池材料工廠的數(shù)字化、信息化和智能化。

實(shí)現(xiàn)智能化是當(dāng)前市場和技術(shù)發(fā)展趨勢的需求。智能化可以提高80%的生產(chǎn)效率，降低60%以上的人工成本。應(yīng)用市場對鋰電池品質(zhì)要求越來越高，例如要求其雜質(zhì)含量控制在PPG級，也就是十億分之一。其實(shí)，目前的鋰電池裝備技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但即便如此，也難以生產(chǎn)出如此高品質(zhì)的產(chǎn)品。這就需要借助智能化的力量來實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)。同時，我們看到，NCA的自動化生產(chǎn)線全部是在凈化廠房中操作，人工需要穿隔離服才能進(jìn)入。智能化也能夠更好地實(shí)現(xiàn)自動化效果。