CIBF丨宁(ning)波久鼎(ding)新能源(yuan)朱效铭:自动高效软包(bao)锂电池注液解决(jue)新方案
发布时间:2021-06-11 |
2021年3月19日,由(you)中(zhong)国(guo)化学(xue)与物(wu)理(li)电源行业(ye)协会(hui)(hui)动力电池(chi)应用分会(hui)(hui)联(lian)合电池(chi)中(zhong)国(guo)网(wang)共(gong)同举办的第二(er)届新能源汽车及动力电池(CIBF深(shen)圳)国际交(jiao)流(liu)会在(zai)深(shen)圳隆重召开。大(da)会期间,宁波久鼎新能源科技有限(xian)公司董事长朱效铭以(yi)《自动高效软(ruan)包(bao)锂电(dian)池注(zhu)液解(jie)决(jue)新方案》为题发表了(le)主题报告(gao)。
以下为演讲(jiang)实录:
尊敬的各(ge)位专家(jia)、女士们(men),先(xian)生们(men),大家(jia)上(shang)午好(hao)。我(wo)先(xian)介绍一(yi)下我(wo)自(zi)己,大家(jia)可能不太认(ren)识宁波久鼎新能源(yuan)科(ke)技有(you)限公司,我(wo)曾经有(you)一个(ge)项目获得国国家(jia)科(ke)技进步二等奖,这个(ge)在整个(ge)行业(ye)还是(shi)可以的(de)(de)。我(wo)们在碱性电池设(she)备方(fang)面做得很(hen)好的(de)(de),但在锂(li)电行业(ye)能不能在这里(li)边贡献自己的(de)(de)力量,这也是(shi)久鼎新能源的(de)(de)初衷。
我今天给大家分享的(de)是:打造中国软包锂电注(zhu)液设备新标(biao)杆,有4个方面跟(gen)大家分享。
第一,软(ruan)(ruan)包锂(li)电的(de)优势,软(ruan)(ruan)包的(de)市场现(xian)状就不跟大家分享了,软(ruan)(ruan)包锂(li)电设备的(de)现(xian)状刚(gang)(gang)刚(gang)(gang)有老总也(ye)说了,软(ruan)(ruan)包锂(li)电自动化(hua)程度不够高,目前在20PPM左右,这对我们生产大国来说是极(ji)不相(xiang)称(cheng)的(de)(de),看(kan)看(kan)下一(yi)(yi)步有(you)没有(you)更好的(de)(de)办法帮助(zhu)软包锂电(dian)企业在自动化程(cheng)度方(fang)面做一(yi)(yi)些工作。
第二,根据(ju)我们对软(ruan)包锂(li)电做的研(yan)究,我们主要是做中段的,去(qu)年(nian)到一些大公司看了一下,主要是注液(ye)机(ji)要完(wan)成几个(ge)工(gong)序:1.注电(dian)解液;2.抽真空;3.吸(xi)液(ye);4.初封口。这些工序是(shi)在一(yi)个设备(bei)上,产能大概是20PPM左右。曾有锂(li)电老(lao)总问我(wo)们能不能在这方面做些(xie)工作?我(wo)们提出做到50PPM可以吗?他说如能达到就很厉害了(le)。后来(lai)我们想在这(zhei)方面做了(le)一(yi)些工作。
还有(you)吸液(ye)(ye)效率,现在(zai)的(de)软(ruan)包吸液(ye)(ye)正压(ya)是3个大气压(ya)左(zuo)右,大家知道电解液要渗透到正负极电子需要一定的时间,如果吸液压(ya)力高了(le),吸液速(su)度就(jiu)越(yue)快,生(sheng)产效率就(jiu)越(yue)高。还(hai)有(you)一个瓶颈是设备对不(bu)同型号软包锂适应性差,软包锂电的品种也很多,假如一个公司(si)有(you)30个品种,如若每一台设备只能做3个品种,那就需要(yao)10种设(she)备(bei)。上次我(wo)也同该(gai)位老(lao)总交流(liu)了,他说(shuo)能不能在一个(ge)设(she)备(bei)兼做很多品(pin)种?我(wo)说(shuo)我(wo)们想想办(ban)法。下一步我(wo)将介绍(shao)这方面的技术。
第(di)三,解决方(fang)案。大(da)家知道(dao)软(ruan)包锂电(dian)三面封膜后,上面的口部是(shi)呈不规则状(zhuang)态,它(ta)有时候(hou)是(shi)闭(bi)合,有时候(hou)是(shi)开(kai)(kai)合的,刚刚有一个视频也看(kan)到了(le),它(ta)在(zai)注液(ye)过(guo)程(cheng)当中(zhong),两个片(pian)(pian)中(zhong)间要注电(dian)解液(ye),所以(yi)是(shi)用(yong)机械手(shou)把这(zhei)两个片(pian)(pian)吸开(kai)(kai),然后再注电(dian)解液(ye),我们在(zai)这(zhei)个地方(fang)在(zai)软(ruan)包膜开(kai)(kai)口处压了(le)4个半圆球凸点(dian),这4个凸点(dian)均内(nei)凸起,且(qie)两(liang)凸点(dian)之间(jian)就(jiu)是(shi)对准接触,所以上面的口部(bu)就(jiu)会敞开(kai),在下一步(bu)设备(bei)动作过(guo)程中,无需用(yong)真空把它吸(xi)开(kai),因为设备(bei)的空间(jian)比(bi)较有限(xian),如再装一个机械手(shou)把它吸(xi)开(kai),会增(zeng)加很(hen)多工序。这(zhei)4个凸点(dian)就(jiu)解决了这(zhei)样的(de)问题,就(jiu)不(bu)需(xu)要专门(men)吸(xi)开装置(zhi)了。
我们(men)要将注(zhu)液、吸液、抽真空初(chu)封口分开(kai),因为(wei)这(zhei)四个工序(xu)(xu)做完就需要这(zhei)么多时间(jian),我们(men)要把这(zhei)四个工序(xu)(xu)分成三个步聚(ju)分开(kai)。还(hai)有软包(bao)放到膜托里边,这(zhei)是(shi)很多公司都在做的。放到里边之后,膜托里边有多个电池,我们(men)建议6-20个,你也可以放多,到50个都没有(you)问题(ti)。现(xian)在的目标是100PPM,刚刚那个老总说做到20PPM,注液上我们已(yi)经(jing)有很好的(de)(de)方(fang)案(an)。昨天讲到的(de)(de)叠(die)片,一台设备能做(zuo)到1GWH,这种高端设备(bei)组(zu)合在一起,软(ruan)包的效能就会大(da)大(da)提高。
示(shi)图中(zhong),最左(zuo)边(bian)的模(mo)托跟中(zhong)间(jian)(jian)的模(mo)托有不同的地方,中(zhong)间(jian)(jian)的模(mo)托是(shi)一块电池,模(mo)托设计的时候会(hui)有大尺寸的电池放进去,而左(zuo)边(bian)则(ze)可放多个电池。
下面讲(jiang)一(yi)下电池注液(ye)后,在吸液(ye)上(shang)(shang)是(shi)怎么做的呢?我们单独(du)弄了一(yi)个(ge)空(kong)间,这个(ge)空(kong)间有一(yi)个(ge)大型的圆柱型压(ya)(ya)力罐。为(wei)什么现有设备(bei)压(ya)(ya)力上(shang)(shang)不去(qu)?因(yin)为(wei)设备(bei)压(ya)(ya)力罐部分是(shi)方形的,只能承受3个大(da)气压,如果压力(li)高了(le)方形(xing)罐就(jiu)顶(ding)不住了(le),会有变型(xing)的可(ke)能,压力(li)最好的状态就(jiu)是圆柱(zhu)型(xing),我们(men)设计的高压罐可(ke)以(yi)承受5个大(da)气(qi)压以上,甚至可达10个(ge)(ge)大(da)气压。圆柱高压罐中(zhong)心是输送轨道,电(dian)池从这个(ge)(ge)口部(bu)进去(qu),然后(hou)不断送到(dao)罐子里边(bian),罐子里边(bian)可(ke)以承载几(ji)百到(dao)几(ji)千个(ge)(ge)电(dian)池,现在国内生产的设(she)备(bei)中(zhong),大(da)概只能(neng)有10个(ge)以(yi)下的电池(chi),但是(shi)我们有(you)(you)几(ji)百到(dao)几(ji)千个(ge)电池(chi),这(zhei)个(ge)速度根本没有(you)(you)办法和我们比。压(ya)力罐封口(kou),两边封好,里边可以(yi)加压(ya),然后(hou)抽真空(kong),再增压(ya),压(ya)力可以(yi)根据生产工艺(yi)要求(qiu),可调整到(dao)0~10大(da)气压(ya),常规(gui)是根(gen)据工厂的压(ya)力(li)系统来设计(ji),这样(yang)吸液速度就会大(da)大(da)提高。
为了提(ti)高生产效率(lv),压力罐(guan)可(ke)以配置(zhi)3个、4个(ge)、5个(ge)甚至(zhi)更多,压力罐(guan)可以根据需要定(ding)制,口(kou)径、长度均(jun)可变化。如(ru)要做到200PPM,压力罐可多配置。该(gai)方(fang)案产能配制比较灵活(huo)。
电(dian)池吸液已完成后,采用机械手将一模(mo)多(duo)电(dian)放到(dao)一模(mo)单电(dian)的模(mo)托中,我(wo)们是(shi)一次性排好20个单电(dian)模托。下面两个图(tu)(tu),蓝(lan)色的是封(feng)口装(zhuang)(zhuang)置,软(ruan)包电(dian)池上(shang)口插了一(yi)根管子,用于抽(chou)真(zhen)空,对管子进行密(mi)封(feng),然后抽(chou)真(zhen)空。再来看图(tu)(tu)表中绿(lv)的部分(fen),下面还有一(yi)个封(feng)口装(zhuang)(zhuang)置,上(shang)面抽(chou)真(zhen)空后马上(shang)进行下面热封(feng)。这种装(zhuang)(zhuang)置可以(yi)多头设计(ji),效率可以(yi)大(da)大(da)地提高。
通(tong)过这个方案,目(mu)前尝试100PPM的(de)(de)(de)生产效率。该方案(an)兼容常(chang)规尺寸的(de)(de)(de)软包电(dian)池,既能(neng)做(zuo)小规格的(de)(de)(de)电(dian)池,也能(neng)做(zuo)大规格的(de)(de)(de)电(dian)池,工厂投入(ru)的(de)(de)(de)设(she)备就会大大减少(shao)。
(视(shi)频播放)
这是模拟视频。原理就(jiu)是这个原理,多(duo)少都(dou)可以脱过(guo)模托的增加,一次性(xing)搬运20个跟搬运40个,时间完全是(shi)一(yi)样的,但是(shi)效率就高了(le)很(hen)多(duo)了(le)。
(图)这个就是(shi)注电解液,一次性做好就OK了。这个是进(jin)入到压(ya)力罐里边去,到里边之后就可(ke)以抽真空,然后高压(ya)、吸液(ye)、出来(lai),出来(lai)之后就一次性封装到单个模(mo)托(tuo)下面。单个模(mo)托(tuo)可(ke)以10个、20个,一次性(xing)都可以(yi)做的,统(tong)一推过去(qu)就可以(yi)封装(zhuang)了。封装(zhuang)的头也(ye)是可以(yi)多个的,完全可以(yi)解决(jue)这(zhei)些问题。
下(xia)面(mian)总结一下(xia),电池(chi)的市场前景我就不用说了,刚(gang)(gang)刚(gang)(gang)说的设(she)备对产(chan)(chan)品的成(cheng)本是(shi)相当有关系(xi)的,我们(men)这一套(tao)设(she)备生产(chan)(chan)效率提高了,也降低成(cheng)本,我们(men)一套(tao)设(she)备可以顶你5套(tao)设备(bei),你5套设(she)备(bei)的(de)人员、场地、车(che)间环境(jing)(jing)设(she)备(bei)等,因为这个生(sheng)产(chan)设(she)备(bei)是(shi)有(you)(you)(you)露(lu)天环境(jing)(jing)要求的(de),露(lu)天环境(jing)(jing)外围就要有(you)(you)(you)设(she)备(bei)成本(ben)(ben),还有(you)(you)(you)设(she)备(bei)运行的(de)成本(ben)(ben),这样能大(da)(da)大(da)(da)的(de)降低产(chan)品的(de)成本(ben)(ben)。成本(ben)(ben)是(shi)企业(ye)盈利(li)的(de)基(ji)础,也是(shi)产(chan)品竞争的(de)根本(ben)(ben)保证(zheng),久鼎新能源看(kan)看(kan)在这方面(mian)能不能为行业(ye)贡献一点力量,谢谢大(da)(da)家。
(注:本文(wen)根(gen)据(ju)现(xian)场速记整理,未(wei)经演讲嘉宾审阅(yue),仅作为参考(kao)资料,请勿转载(zai)!)