中國儲能網訊:今年前三季度,全球新能源汽車銷量超900萬輛,中國占全球市場份額的60%以上。機構預測,2022年至2030年,全球新能源汽車復合增速將達21.71%,年銷量將增至5212萬輛。伴隨新能源汽車規(guī)模持續(xù)提升,動力電池的降本需求愈加凸顯。
動力電池降本的關鍵路徑是大規(guī)模量產和工藝技術的提升,而提升工藝技術則主要依賴裝備的升級。在行業(yè)“瘋狂”內卷的當下,企業(yè)必然要選擇通過數(shù)字化、智能化的裝備來提高生產效率、減少人工操作成本、提高產品良率,進而實現(xiàn)提質降本增效的目的。
走在前列
頭部企業(yè)早有“預謀”
在蜂巢能源工藝裝備中心總經理、章魚博士總經理尹東星看來,“進入規(guī)?;圃鞎r代,頭部電池企業(yè)的技術水平已經逐漸趨同,未來電池企業(yè)的核心競爭力將體現(xiàn)在制造能力上,包括質量控制能力、成本控制能力和智能化水平?!?
基于對智能制造的理解,2022年,蜂巢能源發(fā)布自主研發(fā)的高速疊片3.0。據(jù)了解,其采用極片熱復合與多片疊融合技術,將生產效率從0.6秒/片提升至0.125秒/片,由此實現(xiàn)每GWh節(jié)約成本30%。此外,目前蜂巢能源研發(fā)中的第四代疊片技術,疊片效率甚至可達0.06秒/片,單臺疊片機可實現(xiàn)1GWh產能。
寧德時代則通過智能精細管控,極致打磨電池生產的每一道工序,以織密織牢屬于自己的制造壁壘。
智能化設備應用方面,據(jù)悉,寧德時代總部生產基地平均每1.7秒可生產一個電芯,設備對產品尺寸的精準控制從微米級到千米級,全生產流程設置超6800個質量控制點,每個電池平均追溯數(shù)據(jù)超10000項,每顆電芯下倉前都會經過100+的檢測工序。能將勞動生產力提高75%,將每年的能耗降低10%。此外,對工藝和設備升級后的第8代超級制造產線-PSL,能將人員數(shù)量下降70%,速度提升300%。
據(jù)晚點LatePost報道,行業(yè)制造方形電池的普遍良率在87%-89%之間,寧德時代則將這一數(shù)字提升至93.5%,這意味著,生產同等數(shù)量的電池,寧德時代的直接材料成本會比競爭對手少4%左右。
電池制造中的20多個大工序,如果每個工序的良率為99%,整體良率只有81.7%,當每個工序良率降至98%,整體良率則驟降至66.7%。寧德時代93.5%的良率靠的正是每一件小事、每一個細節(jié)點都做得比別人強一點,以“毫厘”取勝。
這些“小事”既包括涂布、卷繞、極耳焊接等最卡電池良率的環(huán)節(jié),也體現(xiàn)在電池頂蓋焊接、設備清潔等極其不起眼的動作上。以焊接電池頂蓋接觸點到焊縫的距離為例,寧德時代會將這一距離控制在1.2-2毫米。某家電池企業(yè)參照寧德時代的這一參數(shù)焊了一個月頂蓋后發(fā)現(xiàn),良率確實提升了萬分之二。
業(yè)內人士指出,規(guī)?;圃鞎r代,動力電池要實現(xiàn)極致效率和極致成本,亟需對產線進行極簡化、集成化、自動化、數(shù)字化、智能化升級。
轉型關鍵期
設備材料企業(yè)數(shù)智化解決方案層出不窮
電池廠商在加速數(shù)字化轉型的關鍵期,不僅頭部企業(yè)表現(xiàn)出加快數(shù)字化轉型的步伐,中小型廠商也緊跟腳步,尋求產線自動化、數(shù)字化、智能化的生產方式。這就為設備材料企業(yè)的數(shù)智化解決方案提供了用武之地。
以涂布環(huán)節(jié)為例,由于涂布形態(tài)的改變及客戶需求的差異,激光清洗可以解決削薄區(qū)造成的析鋰問題,同時可以通過清洗增厚區(qū)域的涂層,提升電池的均衡能力,解決動力電池生產過程中產生的對電池安全性及能量密度的影響。
海目星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(xiàn)正負極極片涂層的清洗,兼容幅寬為35mm-1300mm,可定制化、多極耳清洗。
國內鋰電涂布領域龍頭企業(yè)曼恩斯特則除了涂布模頭拳頭產品外,還開發(fā)出雙罐涂布供料系統(tǒng)、平板涂布機、超聲波面密度測量儀,以及智能調度雙螺桿制漿系統(tǒng)等新產品,從而實現(xiàn)供料-制漿-涂布-檢測等一體化流程。幫助企業(yè)進一步降低制程成本,提高生產效率和產品良率。
智能檢測設備領域,自2016年就進入新能源鋰電市場的雙元科技,其研發(fā)的面密度檢測及閉環(huán)控制系統(tǒng),激光測厚及機器視覺檢測設備,可大大提高鋰電池生產的效率和良率,在極片、銅箔、鋁箔、隔膜、鋁塑膜等領域均有廣泛應用。據(jù)悉,其產品已基本覆蓋鋰電池行業(yè)的全工段。