2018年10月10日

打破動力電池裝配段“枷鎖” 揭秘贏合科技“奇襲”秘籍

高工鋰電


車企對于動力電池能量密度和安全性提升的雙重壓力,倒逼鋰電企業在電芯結構和實現工藝上的進行不斷升級,由此直接也帶來了制成工藝的頻繁變更和設備工藝實現上的高難度要求。


高工鋰電獲悉,去年以來,配合車企的上述需求,國內主流動力電池企業對產品、工藝、理解都在不斷加深,并對各自的電芯產品結構進行了一系列的升級變更,釋放出了工藝多樣性,隨之而來的是,其在生產工藝、產線裝備上也提出了更高的要求。


這其中,受影響較大的是電芯組裝工段環節,以方形電池為例,包括組裝線中的極芯熱壓機、檢測機,極芯配組焊接機、包膜機、入殼點焊機、封口激光焊接機以及注液機等相關設備都要進行相應調整和改變。


一位動力電池企業的工程負責人向高工鋰電坦言,受到產品結構調整影響以及更高的品質要求,組裝設備面臨設備內部環境控制要求高,兼容工藝種類多,建造成本高,品質監控點增多,工藝實現難度大,建造調試周期長等問題,而注液相關設備同樣面臨這樣的問題,結構和配方的調整導致注液吸收難度大,進而造成常規注液機效率下降,是最大的難題。


針對于電池企業的面臨的現實痛點,定位于全球化的智能裝備制造及技術服務型企業的贏合科技,順勢而變進行了快速應變,通過一系列積極的技術升級來探索提供套整體性的解決思路和方案,并得到了多家客戶的應用和認可。作為贏合科技旗下子公司,惠州市隆合科技有限公司(下稱“隆合科技”)主要負責該環節的設備研發與制造,其主要專注于鋰電池智能組裝線、激光焊接系列設備、注液系列設備、正負壓氦檢機、等單機設備以及物流線產品。


1. 單機外觀示意圖_副本.jpg

單機外觀示意圖


2. 整線布局示意圖_副本.jpg

整線布局示意圖


隆合科技技術負責人向高工鋰電介紹,為了解決產品結構升級及換型的問題,隆合科技統計和分析整合了市面上絕大多數主流工藝以及客戶反饋大量建議,總結其中的差異點和相同點。發現組裝線大體上由三大技術構成,工藝頭應用技術(超聲波焊接機,電阻焊機,激光焊機,發熱單元,各種檢測裝置、專用模具等)、夾治具技術和物流技術。


針對上述三大技術,隆合科技建立了齊全的實驗室,對工藝頭的應用通過大量的實驗進行參數摸索,在此基礎上建立數據庫。并為客戶前期打樣驗證,關鍵夾治具小批量提前試制優化壽命,穩定性指標。


對于物流系統,隆合科技擴大自有物流系統的適用范圍,標準化部件生產,提高物流系統的性能。并針對物流系統開發了專用控制單元。


同時,隆合科技還針對上述三大技術進行跨行業借鑒,吸取其它行業的成熟經驗。提升三大技術的水平,在整線結構實現上提出以下幾點:


1.以標準功能模塊開發配合特殊工藝模塊非標開發作為底層要素,提升穩定性,迭代開發;


2.以分布式可拓展式布局思路作為整體建線框架并增加4軸機器人的使用量。應對客戶后期工藝和效率變更的成本和周期;


3. 在組裝線上的設置”工藝調整環”,兼容:2極芯和4極芯工藝,疊片和卷繞工藝(蝴蝶焊工藝),多極耳和全極耳工藝(部分型號);


4.對接日韓客戶需求,率先提出千級潔凈目標,并進行了大量研究和試驗。多項成果已經申請專利并應用在最新一代機型當中;


為了幫助客戶提高電芯的體積容量比和重量容量比,率先研發超聲波壓合和激光焊接的組合工藝配套機型,將“連接片”取消。并解決了入殼前超聲波焊接不穩定、超聲波粉塵激光融珠飛濺等痛點,并在現有機型上得到了應用。


在注液環節,隆合科技的工藝上采用0.4~0.8Mpa的高等壓工藝進行注液,布局上采用分布式注液工站,通過補充注液工站即可增加注液時間,實現注液吸收時間上的彈性,極大降低應對配方變更帶來吸液難導致的設備改造周期和改造成本,同時,注液精度大幅度領先傳統注液機。


目前,上述產品已經在包括國軒高科、星恒電源、海四達等多家企業得到了規模化應用,在產品效率、成本降低上起到了明顯的作用。


高工鋰電獲悉,隆合科技在2017年為了提升公司的整體實力,成功導入國際IDP集成研發平臺和汽車行業IATF質量管理體系,其提供的組裝段系列產品已具備國際化的產品競爭實力。


而對于方形動力電池組裝環節的未來發展趨勢,隆合科技也提前做了前瞻性的判斷和技術儲備。


上述技術負責人表示,隨著電池產品結構和工藝的逐步穩定,功能單元經過多次迭代基本完善定型,隨著動力電池企業投資規模的越來越大,簡單堆疊當前12ppm的單條電芯組裝線,會帶來較大的廠房建設成本和后期運行成本的投入,因此30~50PPm的高速電芯組裝線在滿足工藝功能要求之后,將成為后續設備發展的重點方向。


針對于此,隆合科技已經完成高速線的初步方案設計,即將在2019年推出新一代高速電芯組裝線。


在注液機環節,相對組裝段工藝的復雜多變,注液工藝相對穩定,但是注液難度會跟隨能量密度的提升越來越難,所以提高注液溫度、增大正負壓呼吸壓差等提高注液效率的技術會成為發展趨勢。截至目前,隆合科技已經完成電解液溫度控制等關鍵技術的攻關,新一代溫控高等壓注液機今年10月下旬完成設計開發。


事實上,隆合科技的快速應變是贏合科技加大技術領域研發投入的一個側影。


2018年以來,贏合科技在在實現整線交付交鑰匙工程的能力同時,集中兵力強化單機設備的研發和技術實力,在此前的9月初,贏合科技旗下的MAX品牌圓柱卷繞機剛剛獲得了來自LG化學的19臺訂單。


鋰電智能制造的基石是單機自動化。國內鋰電設備要想領跑全球,首先就是要做出高精尖的單機設備,贏合科技董事長王維東的思路是,只有專注把單機技術做好的前提下,才有機會做分段集成和整線集成,才有機會為客戶提供智能化數字工廠解決方案的新模式。


如今,遵循著上述思路,贏合科技正在推進由單機到分段再到整線的“由點到面”整體向上戰略,搶占新一輪動力電池裝備領域的國際化高地。


來源:高工鋰電

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