2018年10月10日

打破动力电池装配段“枷锁” 揭秘赢合科技“奇袭”秘籍

高工锂电


车企对于动力电池能量密度和安全性提升的双重压力,倒逼锂电企业在电芯结构和实现工艺?#31995;?#36827;行不断升级,由此直接也带来了制成工艺的频繁变更和设备工艺实现?#31995;?#39640;?#35759;?#35201;求。


高工锂电获悉,去年以来,配合车企的上述需求,国内主流动力电池企业对产品、工艺、理解都在不断加深,并对各自的电芯产品结构进行了一系列的升级变更,?#22836;?#20986;了工艺多样性,随之而来的是,其在生产工艺、产线装备上也提出了更高的要求。


这其中,受影响较大的是电芯组装工段?#26041;冢?#20197;方形电池为例,包括组装线中的极芯热压机、检测机,极芯配组焊接机、包膜机、入壳点焊机、封口激光焊接机以及注液机等相关设备都要进行相应调整和改变。


一位动力电池企业的工程负责人向高工锂电坦言,受到产品结构调整影响以?#26696;?#39640;的品质要求,组装设?#35813;?#20020;设备内部环境控制要求高,兼容工艺种类多,建造成本高,品质监控点增多,工艺实现?#35759;?#22823;,建造调试周期长等问题,而注?#21512;?#20851;设备同样面临这样的问题,结构和配方的调整导致注液吸收?#35759;?#22823;,进而造成常规注液机效率下降,是最大的难题。


针对于电池企业的面临的现实痛点,定位于全球化的智能装备制造及技术服务型企业的赢合科技,顺势而变进行了快速应变,通过一系列积极的技术升级来探索提供套整体性的解决思路和方案,并得到了多家客户的应用和认可。作为赢合科技旗下子公司,惠州?#26032;?#21512;科技有限公司(下称“隆合科技?#20445;?#20027;要负责该?#26041;?#30340;设备研发与制造,其主要专注于锂电池智能组装线、激光焊接系列设备、注?#21512;?#21015;设备、正负压氦检机、等单机设备以及物流线产品。


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单机外观示意图


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整线布?#36136;?#24847;图


隆合科技技术负责人向高工锂电介绍,为了解决产品结构升级及换型的问题,隆合科技统计和?#27835;?#25972;合了市面上绝大多数主流工艺以及客户反馈大量建议,总结其中的差异点和相同点。发现组装线大体上由三大技术构成,工艺头应用技术(超声波焊接机,电阻焊机,激光焊机,发热单元,各种检测装置、专用模具等)、夹治具技术和物流技术。


针对上述三大技术,隆合科技建立了齐全的实验室,对工艺头的应用通过大量的实验进行?#38382;?#25720;索,在此基础上建立数据库。并为客户前期打样验证,关键夹治具小批量提前试制优化寿命,稳定性?#21103;輟?/span>


对于物流系?#24120;?#38534;合科技扩大自有物流系?#36710;?#36866;用?#27573;В?#26631;准化部件生产,提高物流系?#36710;?#24615;能。并针对物流系统开发了专用控制单元。


同时,隆合科技还针对上述三大技术进行跨行业借鉴,吸取其它行业的成熟经验。提升三大技术的水平,在整线结构实现上提出以下几点:


1.以标准功能模块开发配合特殊工艺模块非标开发作为底层要素,提升稳定性,迭代开发;


2.以分布式可拓展式布局思路作为整体建线框架并增加4轴机器人的使用量。应对客户后期工艺和效率变更的成本和周期;


3. 在组装线?#31995;?#35774;置”工艺调整环?#20445;?#20860;容:2极芯和4极芯工艺,叠片和卷绕工艺(蝴蝶焊工艺),多极耳和全极耳工艺(部?#20013;?#21495;);


4.对接日韩客户需求,率先提出千级洁净目标,并进行了大量研究和试验。多项成果已经申请专利并应用在最新一代机型当中;


为了帮助客户提高电芯的体积容量比和重量容量比,率先研发超声波压合和激光焊接的组合工艺配套机型,将“连接片”取消。并解决了入壳前超声波焊接不稳定、超声波粉尘激光融珠飞溅等痛点,并在现有机型?#31995;?#21040;了应用。


在注液?#26041;冢?#38534;合科技的工艺上采用0.4~0.8Mpa的高等压工艺进行注液,布局上采用分布式注液工站,通过补充注液工站即可增加注液时间,实现注液吸收时间?#31995;?#24377;性,极大降低应对配方变更带来吸液难导致的设备改造周期和改造成本,同时,注液精度大幅度领先传统注液机。


?#22771;埃?#19978;述产品已经在包括国轩高科、星恒电?#30784;?#28023;四达等多家企业得到了规模化应用,在产品效率、成本降低上起到了明显的作用。


高工锂电获悉,隆合科技在2017年为了提升公司的整体实力,成功导入国际IDP集成研发平台和汽车行业IATF质量管理体系,其提供的组装段系列产品已具备国际化的产品竞争实力。


而对于方形动力电池组装?#26041;?#30340;未来发展趋势,隆合科技也提前做了前瞻性的判断和技术储备。


上述技术负责人表示,随着电池产品结构和工艺的逐步稳定,功能单元经过多次迭代基本完善定型,随着动力电池企业投资规模的越来越大,简单堆叠当前12ppm的单条电芯组装线,会带来较大的厂房建设成本和后期运行成本的投入,因此30~50PPm的高速电芯组装线在满足工艺功能要求之后,将成为后续设备发展的重点方向。


针对于此,隆合科技已经完成高速线的初步方案设计,即将在2019年推出新一代高速电芯组装线。


在注液机?#26041;冢?#30456;对组装段工艺的复杂多变,注液工艺相对稳定,但是注液?#35759;?#20250;跟随能量密度的提升越来越难,所以提高注液温度、增大正负压呼吸压差等提高注液效?#23454;?#25216;术会成为发展趋势。截至?#22771;埃?#38534;合科技已经完成电解液温度控制等关键技术的攻关,新一代温控高等压注液机今年10月下旬完成设计开发。


事实上,隆合科技的快速应变是赢合科技加大技术领域研发投入的一个侧影。


2018年以来,赢合科技在在实现整线交付交钥匙工程的能力同时,集中兵力强化单机设备的研发和技术实力,在此前的9月初,赢合科技旗下的MAX品牌圆柱卷绕机刚刚获得了来自LG化学的19台订单。


锂电智能制造的基石是单机自动化。国内锂电设备要想领跑全球,首先就是要做出高精尖的单机设备,赢合科技董事长王维东的思路是,只有专注把单机技术做好的前提下,才有机会做分段集成和整线集成,才有机会为客户提供智能化数字工厂解决方案的新模式。


如今,遵循着上述思路,赢合科技正在推进由单机到分段再到整线的“由点到面”整体向上战略,抢占新一轮动力电池装备领域的国际化高地。


来源:高工锂电

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