鋰電池產(chǎn)業(yè)的競爭同樣激烈,例如價格戰(zhàn)頻發(fā),以及2024年已有200余家中小廠商因虧損退出市場。
這一背景下,鋰電池產(chǎn)業(yè)一場關乎性能、成本與安全的精度之戰(zhàn)悄然上演。
精度的毫厘 成本的千里
一般而言,在動力電池成本構成中,正極材料占比高達40%。其中,NMP作為正極材料制造的關鍵溶劑,其回收效率是控制成本的“命門”:NMP回收效率直接影響電池成本(占正極成本15%+),NMP回收效率每提升1%,可撬動正極材料綜合成本下降0.5%-0.7%。
此外,電解液的純凈度直接影響電池安全性能。電解液配比的毫厘之差,輕則引發(fā)電池循環(huán)壽命急劇縮短、內阻攀升;重則觸發(fā)析鋰枝晶刺穿隔膜,出現(xiàn)熱失控事故。
現(xiàn)實的情況是,當前的鋰電池制造市場的NMP回收塔內,溶劑蒸汽彌漫、介質粘附嚴重、溫度劇烈波動,傳統(tǒng)物位計誤報率高;電解液配制罐中,強腐蝕性化學物質、多種溶劑混合導致的液位分層現(xiàn)象,要求測量儀表具備毫米級精度與超強抗腐蝕能力,否則配比失誤安全風險驟增。
突破這些測量瓶頸,實現(xiàn)高精度、高可靠、強抗擾的物位感知,成為撬動鋰電材料降本增效與安全保障的隱形關鍵杠桿。誰掌握了這把測量之“尺”,誰就占據(jù)了鋰電池制造工藝優(yōu)化的制高點。
威卡80GHz雷達物位計破局
當傳統(tǒng)測量手段在復雜的鋰電材料工藝場景中捉襟見肘時,基于調頻連續(xù)波(FMCW)技術的威卡80GHz雷達物位計,以其獨特的物理特性與技術優(yōu)勢,成為破局的關鍵。
針對NMP回收塔內溶劑蒸汽彌漫、介質粘附嚴重,威卡80GHz雷達物位計如同毫米波利刃,穿透迷霧:80GHz高頻帶來的窄波束角(可低至3°),能夠輕松穿透塔內彌漫的蒸汽與粉塵干擾,有效規(guī)避內部支架、攪拌槳等結構產(chǎn)生的虛假回波,直達真實液面,并且測量精度達到±2mm。
相比之下,傳統(tǒng)低頻雷達或超聲波技術的寬波束角,極易被復雜環(huán)境干擾,導致測量失準。
針對NMP回收塔內溫度劇烈波動,威卡80GHz雷達物位計能實時追蹤NMP液面因沸騰或攪拌產(chǎn)生的液面變化,有效避免粘附介質造成的“假滿罐”誤判,為回收過程的精準控制提供可靠依據(jù)。
針對電解液配制中嚴苛的鹵化物腐蝕環(huán)境,威卡80GHz雷達物位計以無畏級材質的全密封天線應對電解液鹵化物腐蝕,為精密測量核心構筑起堅固屏障,確保在強腐蝕介質中長期穩(wěn)定服役。
與此同時,威卡80GHz雷達物位計能夠清晰區(qū)分EC/DMC分層界面,配比一致性也大幅提升至99.5%,從源頭保障電池性能與安全。
賦能生產(chǎn)效率飛躍
某全球TOP 10電池巨頭,其龐大的年產(chǎn)10GWh正極材料車間,長期被NMP回收效率瓶頸所困擾。
除了高位徘徊的回收損失帶來沉重的成本壓力之外,傳統(tǒng)物位儀表頻繁誤報引發(fā)的非計劃停機,更讓該電池廠生產(chǎn)效率雪上加霜。
隨后,該電池廠在關鍵的精餾塔、冷凝罐、回收罐部署多臺威卡80GHz FMCW雷達物位計。應用威卡80GHz雷達物位計后,該電池廠實現(xiàn)年節(jié)約成本超1500萬元,成本壓力顯著緩解,且再無非計劃停機的情況發(fā)生。
該電池廠工藝負責人如此評價:“威卡的這把‘尺子’精準可靠,解決了長期困擾我們的測量難題,是工藝持續(xù)優(yōu)化的幕后功臣?!?/p>
不止于尺
威卡編織鋰電制造的“全鏈路感知”網(wǎng)絡
物位精準測量固然關鍵,但單一節(jié)點的成功僅是起點?,F(xiàn)代鋰電制造是一個高度協(xié)同的精密系統(tǒng)。
“物位測量需與溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)深度聯(lián)動,才能真正實現(xiàn)制造過程閉環(huán)控制與優(yōu)化?!? 威卡相關負責人表示,“我們還具備提供貫穿全工藝鏈解決方案的能力?!?/p>
據(jù)了解,基于在精密測量領域的深厚積淀,威卡已構建覆蓋鋰電核心工藝環(huán)節(jié)的全鏈路感知網(wǎng)絡:
漿料攪拌:耐高溫、防漿料滲透的壓力傳感器,實時監(jiān)控攪拌狀態(tài)與罐內壓力;
極片涂布:±0.3℃精度的紅外測溫儀,嚴控烘箱溫度均勻性,保障涂布質量;
電解液注液:衛(wèi)生型液位開關,確保注液精度并嚴防污染;
化成分容:多通道高速數(shù)據(jù)采集模塊,無縫兼容BMS協(xié)議,精準捕捉電池“誕生”數(shù)據(jù)……
此外,面向固態(tài)電池、鈉離子電池等下一代技術,新的測量挑戰(zhàn)已然浮現(xiàn):固態(tài)電解質固液界面的無損精準監(jiān)測、鈉電池材料因密度波動帶來的計量難題...
應對未來,威卡正持續(xù)深耕核心技術:在毫米波雷達、TDR、超聲波、高精度傳感器及新材料應用等領域不斷突破,夯實技術底座。同時,構建基于云的設備健康管理(PHM)與強大數(shù)據(jù)分析平臺,將海量現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉化為可驅動工藝持續(xù)優(yōu)化的信息。
結語
從威卡的解決方案可見,精密測量這把鋰電制造背后的“隱形標尺”,已從單點突破走向系統(tǒng)賦能。
從材料制備的源頭到電池成型的終點,從毫厘之間的工藝控制到覆蓋全價值鏈的數(shù)據(jù)洞察閉環(huán),威卡正將IIoT基因注入鋰電制造每一個關乎性能、安全與成本的精度敏感環(huán)節(jié)。
當產(chǎn)業(yè)奔赴極限制造的星辰大海,威卡的不斷進化的“隱形標尺”技術,已成為驅動鋰電產(chǎn)業(yè)前進不可或缺的底層力量,守護鋰電生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性。