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CIBF丨寧波久鼎新能源朱效銘:自動高效軟包鋰電池注液解決新方案

 

發(fā)布時間:2021-06-11

2021319日,由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會動力電池應(yīng)用分會聯(lián)合電池中國網(wǎng)共同舉辦的第二屆新能源汽車及動力電池(CIBF深圳)國際交流會在深圳隆重召開。大會期間,寧波久鼎新能源科技有限公司董事長朱效銘以《自動高效軟包鋰電池注液解決新方案》為題發(fā)表了主題報告。

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以下為演講實錄:

尊敬的各位專家、女士們,先生們,大家上午好。我先介紹一下我自己,大家可能不太認識寧波久鼎新能源科技有限公司,我曾經(jīng)有一個項目獲得國國家科技進步二等獎,這個在整個行業(yè)還是可以的。我們在堿性電池設(shè)備方面做得很好的,但在鋰電行業(yè)能不能在這里邊貢獻自己的力量,這也是久鼎新能源的初衷。

我今天給大家分享的是:打造中國軟包鋰電注液設(shè)備新標桿,有4個方面跟大家分享。

第一,軟包鋰電的優(yōu)勢,軟包的市場現(xiàn)狀就不跟大家分享了,軟包鋰電設(shè)備的現(xiàn)狀剛剛有老總也說了,軟包鋰電自動化程度不夠高,目前在20PPM左右,這對我們生產(chǎn)大國來說是極不相稱的,看看下一步有沒有更好的辦法幫助軟包鋰電企業(yè)在自動化程度方面做一些工作。

第二,根據(jù)我們對軟包鋰電做的研究,我們主要是做中段的,去年到一些大公司看了一下,主要是注液機要完成幾個工序:1.注電解液;2.抽真空;3.吸液;4.初封口。這些工序是在一個設(shè)備上,產(chǎn)能大概是20PPM左右。曾有鋰電老總問我們能不能在這方面做些工作?我們提出做到50PPM可以嗎?他說如能達到就很厲害了。后來我們想在這方面做了一些工作。

還有吸液效率,現(xiàn)在的軟包吸液正壓是3個大氣壓左右,大家知道電解液要滲透到正負極電子需要一定的時間,如果吸液壓力高了,吸液速度就越快,生產(chǎn)效率就越高。還有一個瓶頸是設(shè)備對不同型號軟包鋰適應(yīng)性差,軟包鋰電的品種也很多,假如一個公司有30個品種,如若每一臺設(shè)備只能做3個品種,那就需要10種設(shè)備。上次我也同該位老總交流了,他說能不能在一個設(shè)備兼做很多品種?我說我們想想辦法。下一步我將介紹這方面的技術(shù)。

第三,解決方案。大家知道軟包鋰電三面封膜后,上面的口部是呈不規(guī)則狀態(tài),它有時候是閉合,有時候是開合的,剛剛有一個視頻也看到了,它在注液過程當(dāng)中,兩個片中間要注電解液,所以是用機械手把這兩個片吸開,然后再注電解液,我們在這個地方在軟包膜開口處壓了4個半圓球凸點,這4個凸點均內(nèi)凸起,且兩凸點之間就是對準接觸,所以上面的口部就會敞開,在下一步設(shè)備動作過程中,無需用真空把它吸開,因為設(shè)備的空間比較有限,如再裝一個機械手把它吸開,會增加很多工序。這4個凸點就解決了這樣的問題,就不需要專門吸開裝置了。

我們要將注液、吸液、抽真空初封口分開,因為這四個工序做完就需要這么多時間,我們要把這四個工序分成三個步聚分開。還有軟包放到膜托里邊,這是很多公司都在做的。放到里邊之后,膜托里邊有多個電池,我們建議6-20個,你也可以放多,到50個都沒有問題?,F(xiàn)在的目標是100PPM,剛剛那個老總說做到20PPM,注液上我們已經(jīng)有很好的方案。昨天講到的疊片,一臺設(shè)備能做到1GWH,這種高端設(shè)備組合在一起,軟包的效能就會大大提高。

示圖中,最左邊的模托跟中間的模托有不同的地方,中間的模托是一塊電池,模托設(shè)計的時候會有大尺寸的電池放進去,而左邊則可放多個電池。

下面講一下電池注液后,在吸液上是怎么做的呢?我們單獨弄了一個空間,這個空間有一個大型的圓柱型壓力罐。為什么現(xiàn)有設(shè)備壓力上不去?因為設(shè)備壓力罐部分是方形的,只能承受3個大氣壓,如果壓力高了方形罐就頂不住了,會有變型的可能,壓力最好的狀態(tài)就是圓柱型,我們設(shè)計的高壓罐可以承受5個大氣壓以上,甚至可達10個大氣壓。圓柱高壓罐中心是輸送軌道,電池從這個口部進去,然后不斷送到罐子里邊,罐子里邊可以承載幾百到幾千個電池,現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備中,大概只能有10個以下的電池,但是我們有幾百到幾千個電池,這個速度根本沒有辦法和我們比。壓力罐封口,兩邊封好,里邊可以加壓,然后抽真空,再增壓,壓力可以根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,可調(diào)整到0~10大氣壓,常規(guī)是根據(jù)工廠的壓力系統(tǒng)來設(shè)計,這樣吸液速度就會大大提高。

為了提高生產(chǎn)效率,壓力罐可以配置3個、4個、5個甚至更多,壓力罐可以根據(jù)需要定制,口徑、長度均可變化。如要做到200PPM,壓力罐可多配置。該方案產(chǎn)能配制比較靈活。

電池吸液已完成后,采用機械手將一模多電放到一模單電的模托中,我們是一次性排好20個單電模托。下面兩個圖,藍色的是封口裝置,軟包電池上口插了一根管子,用于抽真空,對管子進行密封,然后抽真空。再來看圖表中綠的部分,下面還有一個封口裝置,上面抽真空后馬上進行下面熱封。這種裝置可以多頭設(shè)計,效率可以大大地提高。

通過這個方案,目前嘗試100PPM的生產(chǎn)效率。該方案兼容常規(guī)尺寸的軟包電池,既能做小規(guī)格的電池,也能做大規(guī)格的電池,工廠投入的設(shè)備就會大大減少。

(視頻播放)

這是模擬視頻。原理就是這個原理,多少都可以脫過模托的增加,一次性搬運20個跟搬運40個,時間完全是一樣的,但是效率就高了很多了。

(圖)這個就是注電解液,一次性做好就OK了。這個是進入到壓力罐里邊去,到里邊之后就可以抽真空,然后高壓、吸液、出來,出來之后就一次性封裝到單個模托下面。單個模托可以10個、20個,一次性都可以做的,統(tǒng)一推過去就可以封裝了。封裝的頭也是可以多個的,完全可以解決這些問題。

下面總結(jié)一下,電池的市場前景我就不用說了,剛剛說的設(shè)備對產(chǎn)品的成本是相當(dāng)有關(guān)系的,我們這一套設(shè)備生產(chǎn)效率提高了,也降低成本,我們一套設(shè)備可以頂你5套設(shè)備,你5套設(shè)備的人員、場地、車間環(huán)境設(shè)備等,因為這個生產(chǎn)設(shè)備是有露天環(huán)境要求的,露天環(huán)境外圍就要有設(shè)備成本,還有設(shè)備運行的成本,這樣能大大的降低產(chǎn)品的成本。成本是企業(yè)盈利的基礎(chǔ),也是產(chǎn)品競爭的根本保證,久鼎新能源看看在這方面能不能為行業(yè)貢獻一點力量,謝謝大家。

(注:本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,請勿轉(zhuǎn)載!)