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CIBF丨先导智能王经纬:新一代叠片设备的革新与突破

2021-03-19 08:16:08来源:盖世汽车

2021年3月18日,由中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会联合电池中国网共同举办的第二届新能源汽车及动力电池(CIBF深圳)国际交流会在深圳隆重召开。大会期间,无锡先导智能装备股份有限公司锂电事业部销售总监王经纬以《极致而为 厚积而发——新一代叠片设备的革新与突破》为题发表了主题报告。

电池,先导智能

以下为演讲实录:

无锡先导携手在场各位合作伙伴,一步步地在发展自身。下面,我对公司和目前公司叠片设计的革新和突破做一些介绍。

先导公司2002年成立,目前已经20年的历史了,全球的雇员超过万人,研发人员超过3500人,专利授权超过1300项,在全球有7个制造基地和分子公司,覆盖欧洲、美国、日本、韩国、印度、越南等地,为客户提供全方位的服务。目前客户是在全球范围内和主机厂合作,由于越来越多国内企业到国外建厂,我们的设备也经过CE和UL认证,因此不管是售后、服务、调试方面,都能完成一体化的服务,确保全球交付。

目前公司推行整线战略,软包类的整线目前在国内出货量也是首屈一指。先导在这几年整线的订单超过60条,其中软包占了11条。先导是全球范围内唯一一家具备完全自主知识产权整线服务商,从前到后都由我们自主研发、调试、交付客户。

下面为大家介绍先导的叠片设备革新和突破,先导年交付量是500台/年,为了满足客户越来越多的快速扩产/达产的需求,我们针对设备调试的长周期问题进行技术创新,目前单个叠片工艺交付于客户现场之后,达产设计保证在30天以内,为客户提供稳定、高效、合格的产品。目前我们叠片的设备专利数量超过120项。

传统叠片这项工艺在从前一直是效率比较低,是有一定的技术瓶颈和技术难点的,在这几年,先导在叠片做了两方面的努力:1.在没有放弃传统叠片的制成方式的情况下,大力推进传统叠片方式的效力和产能提升;2.同时在开发更高效的叠片方式。没有放弃这两种方式的原因,是未来这两种设备是能相互融合和互补解决各方面的问题。

下面是我们在做的高速叠片,传统的叠片都是使用单次单送叠,一般是0.9秒的样子。我们做的突破性的高速叠片,能做到单次双/多送片,采用U型走位,保证单片叠片效率得到提升。同时形成多工位的叠加,以此提升单个设备的生产效率和生产能力。

这是目前做的切叠一体设备,单机功率0.4秒,还可以定制化需求。制片精度可以做到1.05。高精度还多重纠偏补偿,采用这样的方式可以保证张力在10%以内。

这是工艺的流程。在切叠一体机的使用下,增加了负极复投和正极复投,它完全避免了叠片之前的制片过程需要进行极片装盒。

这是我们使用了高速叠片之后,为单工艺上的投入产出比有很大的提升,原来叠片效率低下,效率占比是40%,经过高速的提升之后,明显的投入比降低,制造成本和投入成本也降低了生产人员使用,也为电池厂商降低了负担。

这是目前很多公司在使用我们设备时的效率提升。

下面讲一下新型热复合设备,现在已经实现480片/分钟和600片/分钟的高速热复合设备的生产,最新开发的高速热负荷做到1.68秒,使用的是先负荷后折叠的方式,最终能做到精度正负0.05。热复合是用到PET的膜,增加了使用耗材。目前最新研发的设备最好的专利点,就是把PET膜作为耗材取消,进一步降低了生产成本和制造成本。

这是工作流程,可以看到在滚轧复合极片上取消了PET。

检测模块不管是从制片还是在叠片,还是后面的检测都会进行筛选,真正实现闭环控制,对极片的尺寸大小方面,使用定位复合,最后通过AI的方式集成,实现了全过程的自动化检测。

我们公司有超过40人的博士团队,有空气动力学、热力学、力学各方面的博士,他们主要做仿真分析。粉尘是我们面临的大问题,我们在叠片上做了非常多的仿真模拟,通过仿真模拟对于设备内部进行流体空气动力学的分析,得出最合理的空气流动方式,还有各方面的除尘,以此保证设备在针对车规级电池的制造中,我们可以达到很好的水平。

这个是单项的展示,不光是设备内部的空气动力学,从最细致的地方研究粉尘和风量的关系和配比,现在看到的是管道全部是通过模拟仿真,每一个管道的角度和粗细的比例都有一定的设计方式,导致粗放式的除尘方式导致每个管径形成的风速和风量都无法保证一致,这就出现了设备内部和各个环节除尘方式上,它的风量和除尘量有很大的区别,这是不同工况下的需求。

我们展示一下粉尘模拟。我们看到在不同的生产因子的状况下,保证控制的流体情况。谢谢大家。

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

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