自動化是規(guī)?;圃斓幕A,也是走向智能化的必經(jīng)之路。
隨著新能源汽車用動力電池市場的快速擴大和儲能市場的不斷發(fā)展,應用領域對電池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求。在大規(guī)模批量生產(chǎn)模式下,主流動力電池企業(yè)都在做產(chǎn)線自動化以及數(shù)字化的全面升級。
今年4月,工信部發(fā)布《智能制造試點示范2016專項行動實施方案》(下稱“方案”),明確提出,2016年要重點遴選60個以上智能制造試點示范項目,形成關鍵領域一批智能制造標準,不斷形成并推廣智能制造新模式。
方案指出,智能車間/工廠試點示范項目通過2-3年持續(xù)提升,實現(xiàn)運營成本降低20%,產(chǎn)品研制周期縮短20%,生產(chǎn)效率提高20%,產(chǎn)品不良品率降低10%,能源利用率提高10%。
吉陽自動化總經(jīng)理陽如坤表示,“鋰電制造未來必然走向大規(guī)模和智能化,即‘三高三化’:高精度、高速度、高可靠性、無人化、可視化和信息化。這必然倒逼企業(yè)通過自動化和數(shù)字化的升級來實現(xiàn)?!?/p>
中天儲能、猛獅新能源、河南鋰動、聯(lián)贏激光、大族激光等企業(yè),其中既有動力電池企業(yè),也有裝備制造企業(yè),他們在鋰電自動化制造的道路上勇立潮頭,是自動化生產(chǎn)制造領域的排頭兵和探路者。
1.中天儲能:鋰電池智能制造工廠
中天儲能推出的高性能鋰電池智能制造項目已成功入圍2016年智能制造試點示范項目。
該智能制造項目實現(xiàn)生產(chǎn)全流程數(shù)字化管控、大數(shù)據(jù)智能分析決策;可實現(xiàn)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質量的大幅提升;實現(xiàn)每一步自動化檢測,提升成品率;實現(xiàn)低耗環(huán)保、高效優(yōu)質生產(chǎn)、解決用工壓力和勞動強度,降低生產(chǎn)成本。
通過智能車間的建設運營成本可降低20%,研發(fā)周期縮短25%,實現(xiàn)生產(chǎn)效率提升25%,能源利用率提高10%,實現(xiàn)節(jié)約倉庫空間40%,車間生產(chǎn)人員減少25%;鋰電池一致性提升3%,鋰電池材料利用率提高4%,產(chǎn)品不良品降低12.5%。
該公司還先后被評為“江蘇省鋰電池示范智能車間”、“南通市鋰電池示范智能車間”,達到兩化融合管理體系的標準要求。
2.猛獅新能源:18650鋰電池電芯自動生產(chǎn)線
該產(chǎn)線采用道式極片烘干、全自動卷繞、全自動電芯裝配、清洗、全自動化成、老化檢測設備和PACK生產(chǎn)線,與其他目前國內外電池生產(chǎn)裝配方式相比,生產(chǎn)工藝更簡單、生產(chǎn)柔性更好,可以同時生產(chǎn)不同材料、多種容量、規(guī)格的鋰離子動力電池。
該產(chǎn)線大大提高了生產(chǎn)的自動化水平,產(chǎn)品成品率高、可靠性、一致性好。整個項目自動化生產(chǎn)設備效率高、人工少,運營成本降低。
三元材料體系比容量、比能量高、體積較小,循環(huán)性能較好、壽命長,污染小,但是安全性能一般,本項目通過摻雜改性、陶瓷隔膜等技術的應用,預期克服這個缺點。
3.卓能新能源:全自動電芯組裝生產(chǎn)線
卓能新能源引進的全自動電芯組裝生產(chǎn)線,每條線的生產(chǎn)效率達到200PCS/min,日生產(chǎn)量超過25萬PCS/天,生產(chǎn)出的18650電芯循環(huán)性能達到1C充放電1500次以上,產(chǎn)品的一致性大幅提高。
卓能新能源現(xiàn)用的全套使用自動加料系統(tǒng)(精度達到萬分之五),打漿使用國際一流的高速分散設備可以實現(xiàn)活性物單顆粒均勻懸浮,漿料密封管道輸送,用國際先進的擠壓涂布機進行涂布,厚度精度達到±1.5μm(±1.5%),涂布速度達到25m/min,而國內常規(guī)涂布機的精度為±3μm(±3%),涂布速度為10m/min;
卓能新能源稱,其全自動生產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn),給行業(yè)自動化生產(chǎn)帶來了新的曙光,打破了國外在鋰電池高端設備的技術壟斷,打破了一直以來國外鋰電全自動生產(chǎn)線無法在國內順暢使用的現(xiàn)狀。
4.河南鋰動:國際領先自動化產(chǎn)線
其自動化生產(chǎn)線采用眾多國際領先的鋰電生產(chǎn)設備,特別是高速雙面噴涂涂布機采用雙面同時噴涂和空氣懸浮動力系統(tǒng),涂布精度可達±1.5g/㎡,極板涂布均勻性和可靠性得到極大提高,從而可保障動力鋰離子電池的一致性、穩(wěn)定性和安全性。
河南鋰動透露,公司引進的這批先進設備,包括日本進口全自動投料系統(tǒng)、日本進口全自動雙面同時涂覆涂布機、美國進口全自動測厚儀、韓國進口高精度熱輥壓機、德國進口超聲波焊接機以及國內的全自動模切制片機、疊片機等,配合智能化的生產(chǎn)制造管理系統(tǒng),產(chǎn)品生產(chǎn)過程全程可視、可控、可追溯,符合國家打造智能制造工廠的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
河南鋰動表示,這條高端自動化生產(chǎn)線達產(chǎn)后,將明顯提升的極板制造精度和電芯加工品質。
5.聯(lián)贏激光:動力電池軟連接全自動激光焊接生產(chǎn)線
該產(chǎn)線生產(chǎn)效率達12PPM,成品優(yōu)率可達99.8%,包含上料、刻碼、激光焊接、激光清洗、焊后質量檢測、折T、貼膜、下料等工序,全部采用全自動化生產(chǎn)流程,可極大提高生產(chǎn)效率,降低人工成本,提升企業(yè)競爭力。
同時,該產(chǎn)品解決了復雜產(chǎn)品的全自動化生產(chǎn)機構的構造設計,同時為提高產(chǎn)品優(yōu)率引入了激光清洗環(huán)節(jié),徹底解決了產(chǎn)品優(yōu)率不高的問題。
目前,聯(lián)贏激光產(chǎn)品已廣泛應用于包括CATL、中航鋰電等大型鋰電企業(yè)的生產(chǎn)線,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,激光焊接機市場份額和研發(fā)技術都在不斷提升。
6.大族激光:“電池模組焊接自動化解決方案”
該產(chǎn)線采用流水線工作方式,上料后經(jīng)過絕緣測試,進入拍照位對模組極柱進行拍照定位,然后對模組極柱及連接片進行激光清洗,并安裝線束隔離板,再進入焊接位對連接片與極柱進行激光振鏡焊接,而后清理焊渣,開創(chuàng)國產(chǎn)大功率激光焊接振鏡應用新時代。
技術創(chuàng)新點如下:
(1)以往的電池模組激光焊接,通常采用準直聚焦方式,而國產(chǎn)大功率焊接振鏡在市面上一直沒能成功應用。由大族激光自主研發(fā)的大功率激光振鏡頭的開發(fā)成功,并配合IPG激光器首次成功應用到電池模組激光焊接生產(chǎn)線。
(2)激光焊接,需要利用視覺系統(tǒng)進行拍照定位以確定焊接坐標,以往是在激光工位進行拍照并進行激光焊接,這樣做的弊端是在拍照測距時無法同時進行激光焊接,激光器不能充分利用起來。該項目是先在一個工位進行拍照定位并定義MARK點,再在焊接工位讀取極柱坐標值直接進行焊接,這樣,拍照與激光焊接可以同時工作,提高了激光器的利用率,生產(chǎn)節(jié)拍大大提高。
(3)以往的模組焊接是把需要焊接的兩部分裝配起來壓緊直接焊接,這樣會導致部分來料就已出現(xiàn)氧化的、或者表面臟污的產(chǎn)品出現(xiàn)焊接不良。該系統(tǒng)采用先分別激光清洗焊接貼合面,再壓緊進行激光焊接。這樣就可以避免因來料問題出現(xiàn)焊接不良的情況,提高激光焊接良率。
(4)振鏡激光焊接,因焦點位置相對于振鏡頭是移動的,保護氣無法追隨著焊接焦點移動面導致焊接外觀不良。本系統(tǒng)采用每個焊接極柱點單獨吹保護氣,使保護氣充滿壓緊極柱的壓筒內,有效防止了焊接氧化。
(5)系統(tǒng)對焊接后的極柱,進行了自動清理焊渣。保證了產(chǎn)品外觀,減少人工清潔工作。
更多資訊請關注電源頻道