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(yè)在電芯結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)工藝上的進(jìn)行不斷升級,由此直接也帶來了制成工藝的頻繁變更和設(shè)備工藝實現(xiàn)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(nèi)主流動力電池企業(yè)對產(chǎn)品、工藝、理解都在不斷加深,并對各自的電芯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)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(chǎn)工藝、產(chǎn)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(huán)節(jié),以方形電池為例,包括組裝線中的極芯熱壓機(jī)、檢測機(jī),極芯配組焊接機(jī)、包膜機(jī)、入殼點焊機(jī)、封口激光焊接機(jī)以及注液機(jī)等相關(guān)設(shè)備都要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整和改變。
一位動力電池企業(yè)的工程負(fù)責(zé)人向高工鋰電坦言,受到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整影響以及更高的品質(zhì)要求,組裝設(shè)備面臨設(shè)備內(nèi)部環(huán)境控制要求高,兼容工藝種類多,建造成本高,品質(zhì)監(jiān)控點增多,工藝實現(xiàn)難度大,建造調(diào)試周期長等問題,而注液相關(guān)設(shè)備同樣面臨這樣的問題,結(jié)構(gòu)和配方的調(diào)整導(dǎo)致注液吸收難度大,進(jìn)而造成常規(guī)注液機(jī)效率下降,是最大的難題。
針對于電池企業(yè)的面臨的現(xiàn)實痛點,定位于全球化的智能裝備制造及技術(shù)服務(wù)型企業(yè)的贏合科技,順勢而變進(jìn)行了快速應(yīng)變,通過一系列積極的技術(shù)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(yīng)用和認(rèn)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(fù)責(zé)該環(huán)節(jié)的設(shè)備研發(fā)與制造,其主要專注于鋰電池智能組裝線、激光焊接系列設(shè)備、注液系列設(shè)備、正負(fù)壓氦檢機(jī)、等單機(jī)設(shè)備以及物流線產(chǎn)品。
單機(jī)外觀示意圖
整線布局示意圖
隆合科技技術(shù)負(fù)責(zé)人向高工鋰電介紹,為了解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級及換型的問題,隆合科技統(tǒng)計和分析整合了市面上絕大多數(shù)主流工藝以及客戶反饋大量建議,總結(jié)其中的差異點和相同點。發(fā)現(xiàn)組裝線大體上由三大技術(shù)構(gòu)成,工藝頭應(yīng)用技術(shù)(超聲波焊接機(jī),電阻焊機(jī),激光焊機(jī),發(fā)熱單元,各種檢測裝置、專用模具等)、夾治具技術(shù)和物流技術(shù)。
針對上述三大技術(shù),隆合科技建立了齊全的實驗室,對工藝頭的應(yīng)用通過大量的實驗進(jìn)行參數(shù)摸索,在此基礎(chǔ)上建立數(shù)據(jù)庫。并為客戶前期打樣驗證,關(guān)鍵夾治具小批量提前試制優(yōu)化壽命,穩(wěn)定性指標(biāo)。
對于物流系統(tǒng),隆合科技擴(kuò)大自有物流系統(tǒng)的適用范圍,標(biāo)準(zhǔn)化部件生產(chǎn),提高物流系統(tǒng)的性能。并針對物流系統(tǒng)開發(fā)了專用控制單元。
同時,隆合科技還針對上述三大技術(shù)進(jìn)行跨行業(yè)借鑒,吸取其它行業(yè)的成熟經(jīng)驗。提升三大技術(shù)的水平,在整線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)上提出以下幾點:
1、以標(biāo)準(zhǔn)功能模塊開發(fā)配合特殊工藝模塊非標(biāo)開發(fā)作為底層要素,提升穩(wěn)定性,迭代開發(fā);
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(jī)器人的使用量。應(yīng)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(shè)置”工藝調(diào)整環(huán)”,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(biāo),并進(jìn)行了大量研究和試驗。多項成果已經(jīng)申請專利并應(yīng)用在最新一代機(jī)型當(dāng)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(fā)超聲波壓合和激光焊接的組合工藝配套機(jī)型,將“連接片”取消。并解決了入殼前超聲波焊接不穩(wěn)定、超聲波粉塵激光融珠飛濺等痛點,并在現(xiàn)有機(jī)型上得到了應(yīng)用。
在注液環(huán)節(jié),隆合科技的工藝上采用0.4~0.8Mpa的高等壓工藝進(jìn)行注液,布局上采用分布式注液工站,通過補(bǔ)充注液工站即可增加注液時間,實現(xiàn)注液吸收時間上的彈性,極大降低應(yīng)對配方變更帶來吸液難導(dǎo)致的設(shè)備改造周期和改造成本,同時,注液精度大幅度領(lǐng)先傳統(tǒng)注液機(jī)。
目前,上述產(chǎn)品已經(jīng)在包括國軒高科、星恒電源、海四達(dá)等多家企業(yè)得到了規(guī)?;瘧?yīng)用,在產(chǎn)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(dǎo)入國際IDP集成研發(fā)平臺和汽車行業(yè)IATF質(zhì)量管理體系,其提供的組裝段系列產(chǎn)品已具備國際化的產(chǎn)品競爭實力。
而對于方形動力電池組裝環(huán)節(jié)的未來發(fā)展趨勢,隆合科技也提前做了前瞻性的判斷和技術(shù)儲備。
上述技術(shù)負(fù)責(zé)人表示,隨著電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝的逐步穩(wěn)定,功能單元經(jīng)過多次迭代基本完善定型,隨著動力電池企業(yè)投資規(guī)模的越來越大,簡單堆疊當(dāng)前12ppm的單條電芯組裝線,會帶來較大的廠房建設(shè)成本和后期運(yùn)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(xù)設(shè)備發(fā)展的重點方向。
針對于此,隆合科技已經(jīng)完成高速線的初步方案設(shè)計,即將在2019年推出新一代高速電芯組裝線。
在注液機(jī)環(huán)節(jié),相對組裝段工藝的復(fù)雜多變,注液工藝相對穩(wěn)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(fù)壓呼吸壓差等提高注液效率的技術(shù)會成為發(fā)展趨勢。截至目前,隆合科技已經(jīng)完成電解液溫度控制等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān),新一代溫控高等壓注液機(jī)今年10月下旬完成設(shè)計開發(fā)。
事實上,隆合科技的快速應(yīng)變是贏合科技加大技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)投入的一個側(cè)影。
2018年以來,贏合科技在在實現(xiàn)整線交付交鑰匙工程的能力同時,集中兵力強(qiáng)化單機(jī)設(shè)備的研發(fā)和技術(shù)實力,在此前的9月初,贏合科技旗下的MAX品牌圓柱卷繞機(jī)剛剛獲得了來自LG化學(xué)的19臺訂單。
鋰電智能制造的基石是單機(jī)自動化。國內(nèi)鋰電設(shè)備要想領(lǐng)跑全球,首先就是要做出高精尖的單機(jī)設(shè)備,贏合科技董事長王維東的思路是,只有專注把單機(jī)技術(shù)做好的前提下,才有機(jī)會做分段集成和整線集成,才有機(jī)會為客戶提供智能化數(shù)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(jìn)由單機(jī)到分段再到整線的“由點到面”整體向上戰(zhàn)略,搶占新一輪動力電池裝備領(lǐng)域的國際化高地。
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