安永:鋰電池制程10大技術(shù)趨勢
《鋰電池制程10大技術(shù)趨勢》報告顯示,在全球“減碳”大勢之下,新能源汽車和儲能發(fā)展加快,促使鋰電池需求快速增長。預(yù)計到2025年,全球鋰電池市場需求量將達到1515GWh,預(yù)計2030年全球需求將達到4735GWh,5年復(fù)合增長率達到25.6%。
目前全球動力電池裝機量排行榜及占比中、日、韓排名靠前,中日韓外全球其他區(qū)域鋰電池發(fā)展遲緩。在鋰電池的極片段、裝配段、分容化成段、模組/PACK段四大制程上,均存在工藝痛點。比如,極片段的痛點是需要重點解決雜質(zhì)、均勻、能耗的問題。
該報告列舉了解決以上痛點的技術(shù)和方法,比如,仿真技術(shù)、激光技術(shù)、視覺技術(shù)、傳感技術(shù)、全流程生產(chǎn)數(shù)字化、AI數(shù)據(jù)分析等。
比如,仿真技術(shù)可以在攪拌階段建立攪拌槽模型,對攪拌罐內(nèi)的流場分布情況進行固液兩相混合三維模擬,分析流場的速度,固相體積濃度等分布情況,對鋰電池負(fù)極漿料進行攪拌混合實驗,并考 察不同工藝參數(shù)對混合漿料的粘度、固含量以及極片表面形貌的影響。
激光技術(shù)在極耳切割成型中的優(yōu)勢是無耗材、速度快、切割質(zhì)量穩(wěn)定,設(shè)計靈活性高,適用于不同種類和規(guī)格的電池;在極片分切中的優(yōu)勢是生產(chǎn)效率高,工藝穩(wěn)定性好;在隔膜分切中的優(yōu)勢是隔離膜是有機化合物構(gòu)成,采用激光切割效果良好。
視覺技術(shù)在制片、制芯、組裝環(huán)節(jié)可實現(xiàn)對齊度檢測、3D視覺檢測和視覺引導(dǎo)、糾偏閉環(huán)控制、外觀瑕疵檢測、尺寸測量、位置歸正等功能。未來在涂布、輥壓、分切、五金模切/激光切、疊片/卷繞、入殼焊接、 PACK等環(huán)節(jié)還會用到整線視覺檢測方案,有準(zhǔn)確率高等特點。
傳感技術(shù)方面,濕度傳感器、溫度傳感器、位移傳感器、色標(biāo)傳感器等傳感器可使用在材料處理、攪拌、輥壓分條等各環(huán)節(jié),起到提高工作效率及可靠性、最大限度減少殘次品等作用。
全流程生產(chǎn)數(shù)字化方面,動力電池行業(yè)數(shù)字化工廠在MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、詳細排產(chǎn)/工單執(zhí)行(APS)、產(chǎn)品BOM管理(ERP)、設(shè)備管理(EMS)等LES產(chǎn)線管理系統(tǒng)等管控之下,已經(jīng)實現(xiàn)一鍵下達控制語言化、自動判斷質(zhì)量、安全監(jiān)控等功能。
AI數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用則通過計算模擬、仿真機器生產(chǎn)過程中材料、極片變形、張力、摩擦、阻尼的規(guī)律,在設(shè)備開發(fā)過程提供機器光學(xué)優(yōu)化、機械精度優(yōu)化、綜合修正方案,達到提高制造合格率和生產(chǎn)效率的目的。
在本次與安永的合作中,各方緊密合作?、發(fā)揮所長,做到了優(yōu)勢互補。這次合作充分體現(xiàn)了大東時代智庫(TD)扎實過硬的研究能力。大東時代智庫(TD)已經(jīng)與埃森哲、羅蘭貝格等知名機構(gòu)展開合作。
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