動力電池極限制造時代正在加速走來。
在產品力、技術力趨同態勢下,實現數智化、精益化智造,將有利于電池企業在規模化優勢、成本優勢等維度與競爭對手拉開差距。在此過程中,鋰電智能裝備企業扮演著尤為關鍵的作用。
探索極限效率、極限品質、極限成本也成為動力電池企業及鋰電智能裝備企業的重要命題。
“隨著新能源汽車和儲能市場需求大規模啟動,全球鋰電池制造正在面臨全所未有的新挑戰。鋰電池企業要應對更高品質、更大規模的新能源市場需求,制造升級迫在眉睫。”海目星激光產品中心副總經理蔣志東在2023高工鋰電智能制造峰會上表示。
如其所說,行業預計,到2030年,全球鋰電池產能需求將達到7TWh,產能規模的迅速擴大,無論對于電池企業還是裝備企業而言,都提出了極大的挑戰。
蔣志東指出,極限制造背景下,動力電池企業主要面臨生產工藝、質量管控、生產效率、產能爬坡、設備調試、設備管理、生產管理、制造成本等方面的挑戰。
對此,海目星激光的應對策略是,打造極限制造下的整線產品矩陣,拓寬產線數字化融合邊界,深入極限制造下的基礎研發平臺研發。最終實現極高的質量要求、極高的生產良率、極限的生產成本、極快的生產效率、極高的生產穩定性。
整線產品矩陣“備戰”極限制造
當前,電池企業正在朝著電芯生產合格率99.5%、單線年產能9GWh、滿產爬坡周期30天、電芯生產運營成本占8%等極限制造的目標邁進。
海目星激光正在通過打造極限制造下的整線產品矩陣,提升設備OEE,提升設備良率,賦能動力電池極限制造。
蔣志東介紹,海目星激光涵蓋方形、軟包、圓柱電池從電極、電芯到模組PACK的制造產品能力。
在核心產品上,海目星激光擁有多項整機創新技術應用。
如:海目星激光推出的雙層寬幅高速涂布機,整機采用弧形布局、一體式雙層烘箱、氣翼式風嘴等多項創新技術應用,采用仿真流體模擬技術,對導流結構、風嘴結構、排風系統和整機熱流等進行系統性優化,有效改善懸浮烘箱的干燥性能,并解決箔材抖動、打皺等行業痛點。
在激光清洗解決方案上,海目星激光憑借對電池不同材料特性的基礎研究,創新推出高速激光清洗技術,解決傳統清洗污染、損傷、低效的問題。獨有的激光軟件可對清洗槽位進行高精準控制,保持清洗的一致性。實現正負極極片涂層的清洗;可兼容幅寬35-700mm,可定制化,實現多極耳清洗。
在高速疊片解決方案上,海目星激光鋰電池正負極片切疊一體設備將制片及Z字疊片工藝融為一體,采用電子凸輪控制的高速裁斷技術提高裁斷和疊片效率,集成極耳加強筋、V?成型、裁斷、疊片、熱壓、絕緣檢測等功能。三工位疊片效率達320~360pcs/min(0.167~0.2s/pcs)。
在激光制片解決方案上,公司可提供兼容卷繞、疊片工藝的高速激光制片機、制片分條一體機、?速激光制?裁切?體機(疊片)等。其中高速制片機切割速度≥120m/min、切割精度±0.2mm、粉塵顆粒<10μm。
在高速切卷解決方案上,基于技術的持續創新,公司圓柱切卷一體機可兼容同側極耳與兩側極耳等多種工藝,單機效率≥15ppm(極片長度5m),極耳寬度/間距/高度的精度±0.2mm正負極片、隔膜對齊≤±0.3mm。方形切卷一體機采用變卷針技術與極耳對齊度測厚閉環技術,實現卷繞線速度2500mm/s,正負極片、隔膜對齊≤±0.3mm,單機效率≥7ppm(極片長度10m)。
在方形鋁殼超高速裝配線解決方案上,海目星激光突破現有技術瓶頸,采用高速磁驅連續式生產工藝,實現高效率高良率加工生產。設計效率>30PPM,整線占地面積減少30%,能耗降低20%,單位產能成本降低30%。
在方形鋁殼/軟包電池烘烤線解決方案上,高精度溫度控制技術、高精度水份檢測技術、能耗監控管理系統、調度系統控制技術、動力學仿真技術等加持下,海目星激光產品的產能≥12PPM(按照藍本71173204計算),良率≥ 99.98%,烘烤溫度覆蓋常溫-125°C(可設定),真空漏率(氣密性≤10Pa.L/s。
在模組及PACK裝配解決方案上,公司糅合激光飛行焊接技術、電芯動態同步搬運技術、電芯堆疊技術、多軸焊接運動控制技術,使得產品可兼容不同尺寸、不同工藝的PACK生產,設備產能為12ppm~35ppm,故障率低于2%,良率≥99.95%。
通過整線產品矩陣以及持續迭代的技術工藝,海目星激光正在協同下游電池企業精進、延拓產品的研發布局,匹配終端邁向極限制造的需求。
產線數字化+基礎研究深化
要實現真正實現電池的智能制造,全局最優解是要將信息化、?絡化、數字化、智能化融?電池制造全過程。
蔣志東表示,海目星激光正在逐步完善產線數字化融合方案。具體包括:
1、通過研發核心軟件控制技術,提升設備穩定性,保障電芯生產質量。
2、規劃產線數字化向整場數字化躍遷全圖。
3、打造產線數字化管理系統。
4、完善制程工藝分析系統。
5、打造產線智能化管理系統。
6、數字化工廠的MES管理系統及大數據智能存儲解決方案。
如:在產線數字化管理系統方面,海目星激光快速接入工業4.0平臺——H-IPMS產線數字化管理系統,實現精準對接數字化工廠。在制程工藝分析系統方面,海目星激光應用鋰電裝備和制程工藝的過程參數,和每個電芯進行綁定,實現電芯質量追溯分析。在產線智能化管理系統方面,導入視覺檢測質量分析系統,對偶然性數據進行及時性處理,對規律性數據進行預測性維護等。
與此同時,海?星激光也在不斷加?研發投?,深入基礎技術研發平臺構建。
蔣志東介紹,公司現已設立四大創新中心,強化基礎技術研究&應用、電池技術路線研究、重點新產品開發、智能制造、平臺型技術研發五大職能,為產品到智能制造再到極限制造提供技術維度支撐。
在基礎技術工程體系上,海目星激光通過搭建全面的數字化多物理場工程計算體系,具備電、磁、熱、固、流五大領域基礎工程問題解決能力,在提升關鍵工藝指標,提高關鍵模組性能和穩定性,持續提升產品線技術競爭力。
同時,公司還搭建了物流仿真、虛擬調試、軟件框架、視覺檢測、核?控制技術等研發團隊,?持研發技術不斷突破創新。
值得一提的是,海目星激光面向激光光源技術、自動化及控制技術、電池工藝制程和先進激光應用,成立星能研究院,為硬核、前沿技術研究與落地提供保障。
“高精尖”科研平臺也成為海目星產品及技術保持行業引領的有利支撐。
可以預見,以基礎科學技術、工程技術為盾,以數字化、智能化實力為矛,海目星激光將持續豐盈整線產品矩陣,全面賦能動力電池企業進入極限制造新周期。
審核編輯:劉清
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原文標題:海目星激光:“整線產品矩陣+產線數字化”賦能極限制造
文章出處:【微信號:weixin-gg-lb,微信公眾號:高工鋰電】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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