我国动力锂离子电池自动化制造设备存在漏洞

2021-08-10      562 次浏览

动力锂离子电池是影响新能源汽车发展的一个紧要因素。例如,目前南昌正在示范运行的150辆电动出租车,惟有50辆在路上运营,其他100辆都因电池问题无法正常工作。类似情况在我国各新能源汽车示范城市都有发生,究其原由,技术研发是一方面,加工制造对最终成品电池的质量也起着举足轻重的用途。


LG动力锂离子电池加工控制点高达1000个


我国863计划动力锂离子电池探测中心主任王子冬在2013年我国电动汽车辆学术年会上,讲了他去LG加工动力锂离子电池的韩国厂参观时遇到的一件事。厂负责人告诉他,该厂对全部动力锂离子电池的加工控制点有整整1000个。


他当即被这个数字震惊了,随后就是发自内心的佩服。要了解,我国所有动力锂离子电池加工公司均无法达到如此严格的质量控制水平,一般是几十个控制点,多的也就是上百个。面对LG的1000个加工控制点,国内公司除了自叹不如之外,是不是还应对自身进行深刻反省呢?


王子冬认为,我国的动力锂离子电池制造整个过程并不是真正的自动化,只是过程中每一步的自动化。例如,继续合浆系统,国内很多公司是一罐一罐地进行,并非继续的。这种半自动化加工方式存在诸多质量隐患,因此,应实现全部继续的自动化加工。


电池及电池包的自动化加工设备要包括:全自动化上料系统、继续合浆系统、极片和电芯加工装备、电池包装系统、电池自动化化成和筛选系统、电池包和模块自动化组装加工设备、自动物流系统和在线质量测试系统、加工质量控制设备、加工过程的探测评价设备等。


电池材料固然紧要,但工艺同样紧要。公司要掌握全部关键工艺,提高电池合格率和材料利用率,提高电池一致性和稳定性。


有关加工控制点,要通过自动化设备实现加工过程的控制;对加工环境的控制,减少粉尘颗粒和水分含量;控制材料中的杂质;改进合浆和涂布工艺,提高正负极材料的附着力;改进极片和成型工艺,控制较大毛刺的出现;提高电芯制造精度,戒备正负极错位析锂;改进电池结构和隔膜性能,调整注液工艺,提高电解液快速、充足浸润的效果。


不能等电池聚集加工出来后,再测量是不是存在缺陷、瑕疵。非得在加工过程中的每一步,自动化地进行测试,以保证电池质量。


另外,由于动力锂离子电池涉及到质量召回的问题,小公司根本无力承担,因此行业必将出现整合。


王子冬还透露,几乎所有动力锂离子电池加工的国际巨头都正计划在我国建厂,并为此进行着各项准备,包括前期厂房征地等。我国动力锂离子电池公司要想拥有国际竞争力,增强质量监控是非得的。


动力锂离子电池自动化制造设备的问题


除了加工质量监控外,王子冬还指出了我国动力锂离子电池自动化制造设备存在的问题。


动力锂离子电池属于高端制造业,要极高的制造精度。加工过程中,为了提高质量,降低加工成本,提高电池包的一致性,对自动化设备的依靠很大。


韩国公司在政府支持下,对往日从日本引进的设备进行了快速消化吸收。目前,一部分设备制造技术已达到或接近日本的水平。


我国的自动化加工线设备和电池探测设备技术,仅在单机自动化方面有些进步。与日韩相比,整体上差距很大,基本是高价、循环引进。


出现这种现象的原由有:一、设备制造商缺乏资金和技术,没有能力升级改造。


二、国内电池加工公司采购设备基本属于临时抱佛脚。不提前投入研发,只是在产量无法满足订单需求,急需张大加工规模时采购设备,因此,没时间与设备制造商共同开发适合自己的加工线。


三、电池加工公司缺乏总体设计人员,同时担心把加工工艺告诉制造商会泄露商业秘密,不愿听制造商的提议,通常只给设备使用范围,很少提设备之间的衔接要求设备制造商没有开发的主动权,因此也不愿对开发新技术投入太多。


四、电池加工公司对设备制造商非常强势。自身评价能力不强,且不认真分解设备制造商之间的技术水平,采取简单压价的办法,打击了设备制造商研发新技术的积极性。


王子冬对此给出了如下提议:对行业急需的共性设备开发项目,政府出资金,引进关键技术设备,公司参与,聚集攻关和升级改造,提前研发。


陶瓷隔膜研发要留意专利陷阱


针对目前我国一些研究机构和公司合作开发锂离子电池中的陶瓷隔膜一事,中科院物理所黄学杰研究员本次会议上特别警告说,这方面的专利都是意大利一家公司拥有,但它一直保持沉默。然而当很多日、韩公司开发出这类产品时,该公司便提出了专利。因此,我国开发者一定要特别留意戒备这方面的专利陷阱。


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