隨著動(dòng)力電池市場(chǎng)需求指向TWh量級(jí),低成本、高品質(zhì)、高效率成為電池生產(chǎn)制造時(shí)“既要又要”的考量維度。
這對(duì)鋰電設(shè)備環(huán)節(jié)提出了更高的要求和挑戰(zhàn),高效、智能、節(jié)能的生產(chǎn)設(shè)備可以提高電池良率,降低全生命周期的擁有成本,真實(shí)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)降本。
其中,鋰電池包膜設(shè)備作為制造鋰電池的關(guān)鍵設(shè)備之一,對(duì)電池品質(zhì)以及制造效率起到了重要作用,仍有一些痛點(diǎn)問題亟待突破。
一方面,包膜工序中出現(xiàn)的氣泡、褶皺、劃痕、拉絲損傷、不平整等現(xiàn)象,影響鋰電池絕緣性和導(dǎo)熱性,從而影響電池良率;另一方面,隨著電池結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化,傳統(tǒng)包膜產(chǎn)線存在著整機(jī)效率低、藍(lán)膜利用率低等問題。
這意味著能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)、高效率的包膜設(shè)備將更能夠滿足下游電池企業(yè)市場(chǎng)需求,從而取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
科瑞新能源作為鋰電產(chǎn)線中后段裝備領(lǐng)域的前行者,通過技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新推出了全新產(chǎn)品——圓柱高速包膜機(jī)、刀片包膜機(jī)等,打破包膜行業(yè)痛點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電池制造的效率與品質(zhì)的雙重升級(jí)。
突破新型電池包膜制造難題
隨著46系列電池的量產(chǎn)推進(jìn),電池制造裝備階段也面臨著革新與升級(jí)。圓柱整線與方鋁軟包整線最大的區(qū)別就是,圓柱整線PPM遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他動(dòng)力電池設(shè)備的PPM。
其中在包膜階段,目前市面上大圓柱包膜采用電池平躺包膜方式。隨著產(chǎn)能的提高,采用傳統(tǒng)包膜方式,只能通過堆疊工位的形式完成產(chǎn)能需求,傳統(tǒng)方式無論在成本還是在空間布局都沒有優(yōu)勢(shì)。
為了匹配圓柱整線PPM,必須采用全新的包膜方式。這意味著能夠解決上述技術(shù)難題、有效提高制造效率的包膜設(shè)備將具備核心優(yōu)勢(shì)。
科瑞新能源作為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)包膜設(shè)備少數(shù)幾家供應(yīng)商之一,依托鋰電產(chǎn)業(yè)深厚的技術(shù)和工藝積淀,借鑒灌裝醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品流轉(zhuǎn)思路,打破傳統(tǒng)思想來實(shí)現(xiàn)高速包膜需要,通過減少搬運(yùn)等待時(shí)間來提高設(shè)備產(chǎn)能,更改為立式包膜。
基于此,科瑞新能源推出了全新產(chǎn)品——圓柱高速包膜機(jī),對(duì)包膜設(shè)備瓶頸技術(shù)做了升級(jí)和突破。
據(jù)悉,傳統(tǒng)包膜機(jī)單套包膜工位PPM為8~12.5,要想達(dá)到150PPM,需要工位數(shù)12套,同時(shí)更換藍(lán)膜需要停機(jī)換卷,導(dǎo)致設(shè)備稼動(dòng)率下降;
結(jié)構(gòu)上,圓柱高速包膜機(jī)結(jié)構(gòu)布局更簡(jiǎn)潔,維護(hù)更便捷,同時(shí)成本同比降低50%,同時(shí)采用不停機(jī)換卷的方式,可提高設(shè)備稼動(dòng)率;
效率與能耗上,高速包膜機(jī)可以做到150ppm,良品率≥99.9%以上。設(shè)備能耗相比傳統(tǒng)優(yōu)化前可降低50%。
與此同時(shí),隨著大容量、長(zhǎng)薄化成為電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的重要方向,如比亞迪的刀片電池、蜂巢能源的短刀電池等,刀片電池包膜工序階段仍存在在廠房受限的情況下實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出及高質(zhì)量的設(shè)備規(guī)劃以及藍(lán)膜利用率低下等難題。
科瑞新能源推出的刀片包膜機(jī)采取回型包膜方式,藍(lán)膜整體實(shí)時(shí)糾偏,精度≤0.01mm,系統(tǒng)張力可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并修正,精度≤±5N;
在結(jié)構(gòu)布局較傳統(tǒng)方式做了升級(jí)優(yōu)化,成本同比降低20%,換膜導(dǎo)致廢膜率可降低0.5%;
效率與能耗上,單通道效率最快可以做到16ppm,良品率≥99.5%以上。設(shè)備能耗相比傳統(tǒng)優(yōu)化前可降低35%。
此外,刀片包膜機(jī)頂蓋處折邊方式較傳統(tǒng)方式也做了升級(jí),折邊方式更直接,效果更優(yōu),折邊不良率接近為零,同時(shí)可兼容更小的藍(lán)膜折邊尺寸。
高速產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)化替代
面對(duì)整體包膜產(chǎn)線,科瑞新能源深諳產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯和下游市場(chǎng)需求,堅(jiān)定打造智能化、高效率、低碳化的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能,加大了在這個(gè)傳統(tǒng)長(zhǎng)尾市場(chǎng)細(xì)分場(chǎng)景的覆蓋力度。
憑借在高速同步控制技術(shù)、高速模塊開發(fā)技術(shù)、整線系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維以及瓶頸模塊化優(yōu)化能力多年積累的底層優(yōu)勢(shì),科瑞新能源研發(fā)設(shè)計(jì)了高速包膜線,開啟了對(duì)傳統(tǒng)包膜線的產(chǎn)業(yè)化替代。
科瑞新能源高速包膜產(chǎn)線具備“降本+高速”的核心優(yōu)勢(shì),從多個(gè)維度進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新升級(jí),極大提高產(chǎn)線產(chǎn)能,節(jié)約大量時(shí)間成本和人力成本,設(shè)備高效利用,為鋰電行業(yè)的低成本、高產(chǎn)能賦能。
圓柱高速包膜機(jī)150PPM創(chuàng)新
包膜機(jī)構(gòu):
采用轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)進(jìn)料將電池送入包膜工位,節(jié)省包膜等待時(shí)間,傳統(tǒng)包膜機(jī)單套包膜工位PPM為8~12.5;轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)可將電池進(jìn)料與出料分開,實(shí)現(xiàn)包膜電池物流線式流動(dòng),無電池抓取等待時(shí)間,單工位包膜時(shí)間縮短至0.4S/pcs,效率提升至150PPM,比傳統(tǒng)包膜方式提高約1200%,且穩(wěn)定性極佳,極大提高了現(xiàn)有包膜的速率上限,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效利用,極大減少空間占用率,提高廠房利用率。
收廢料機(jī)構(gòu):
收廢膜工位采用滾筒式收廢膜代替原有拉膜式收廢料,減少了拉膜移栽搬運(yùn)等時(shí)間,收廢膜時(shí),機(jī)臺(tái)運(yùn)行速率將降低至50PPM運(yùn)行狀態(tài),但效率仍比傳統(tǒng)收廢膜方式提升約400%,采用快換式滾筒收廢膜,將直接消除處理廢膜時(shí)間對(duì)機(jī)臺(tái)運(yùn)行的影響,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高效利用。
藍(lán)膜位置度檢測(cè)機(jī)構(gòu):
包膜前增加藍(lán)膜位置檢測(cè),傳統(tǒng)藍(lán)膜位置僅有前端的糾偏傳感器檢測(cè),藍(lán)膜經(jīng)過過輥后位置狀態(tài)不可控,現(xiàn)在增加CCD相機(jī)飛拍檢測(cè)包膜前藍(lán)膜的位置度,杜絕電池包膜后位置度批量不良,減少電池返工率。
不停機(jī)放卷機(jī)構(gòu):
在高速線中人工換卷占時(shí)相對(duì)更明顯,傳統(tǒng)方式需工位停機(jī),人工更換新料,時(shí)間約為3min。現(xiàn)采用雙供膜機(jī)構(gòu)與一個(gè)包膜工位進(jìn)行對(duì)接的不停機(jī)放卷機(jī)構(gòu),換膜時(shí)進(jìn)行切換,同時(shí)包膜工位不停機(jī),僅切換至低速運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)放卷功能,整個(gè)切換動(dòng)作約30S,設(shè)備可按設(shè)定150PPM繼續(xù)運(yùn)行,比傳統(tǒng)更換藍(lán)膜卷,換卷效率提升600%,提高了藍(lán)膜利用率和設(shè)備稼動(dòng)率。
包膜其他工序創(chuàng)新
包膜前踢杯機(jī)構(gòu):
踢杯前機(jī)臺(tái)進(jìn)料時(shí)對(duì)電池或托杯進(jìn)行讀碼動(dòng)作,以獲取電池信息。傳統(tǒng)的讀碼NG電池剔除動(dòng)作,每組NG電池將耗時(shí)2S,在高速線中極大影響設(shè)備效率。現(xiàn)使用轉(zhuǎn)塔式進(jìn)料讀碼,多個(gè)轉(zhuǎn)盤同時(shí)動(dòng)作,在轉(zhuǎn)盤高速(150PPM)運(yùn)行中直接將NG電池剔除,實(shí)現(xiàn)了NG電池剔除,又不影響正常電池的下料,效率提升500%,極大提高了OEE。
噴碼等級(jí)判斷機(jī)構(gòu):
常規(guī)的激光刻碼,激光振鏡體積大,占用空間多,需設(shè)置多個(gè)工位。現(xiàn)采用噴碼機(jī),可實(shí)現(xiàn)單工位多個(gè)安置噴碼頭,結(jié)構(gòu)緊湊。在同一個(gè)工位完成檢測(cè)藍(lán)膜接縫位置、噴碼及等級(jí)判斷,集成度高,減少了拉帶運(yùn)動(dòng)、機(jī)械手搬運(yùn)的影響,大大提高噴碼位置的準(zhǔn)確性。
隨著下游需求對(duì)鋰電池技術(shù)革新的不斷推動(dòng),從電池的材料端到結(jié)構(gòu)端,全行業(yè)積極尋求創(chuàng)新以實(shí)現(xiàn)更高的交付品質(zhì)和更低的制造成本。科瑞新能源將持續(xù)加大對(duì)鋰電裝備智能制造的研發(fā)與投入,助力電池企業(yè)降本增效,取得更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:科瑞新能源打破新型電池高速包膜“技術(shù)瓶頸”
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