新能源刀片电池之所以性能出众,是由于它创新地将电芯做成了又薄又长的"刀片"状,并且在封装电池包的过程中取消了电池模组,由电芯直接排列成包。大电芯制造难度高,涉及到辊压、分切、叠片机的制造精度误差问题,对效率和良率会带来很大挑战,此外刀片电池生产还将会涉及到庞大的产能改造问题。未来,无论是核心设备的改造还是产线的创新,这都将为自动化、机器人市场带来发展机会。
新能源刀片电池之所以性能出众,是由于它创新地将电芯做成了又薄又长的"刀片"状,并且在封装电池包的过程中取消了电池模组,由电芯直接排列成包。大电芯制造难度高,涉及到辊压、分切、叠片机的制造精度误差问题,对效率和良率会带来很大挑战,此外刀片电池生产还将会涉及到庞大的产能改造问题。未来,无论是核心设备的改造还是产线的创新,这都将为自动化、机器人市场带来发展机会。
生产刀片电池最大的难点和亮点,主要集中在配料、涂布、辊压、叠片、装配、烘烤、注液、检测等八大工艺上,下面将重点介绍涂布、辊压、叠片和检测工艺中运用 到的自动化设备和自动化产品情况,以及生产工序中运用到的机器人情况。
表 1 各类电池性能比较
1.涂布工序
全自动高速涂布设备,将浆料均匀地涂敷在集流体的表面,通过干燥系统使溶剂定量挥发,形成均匀的电极片,高速70m/min双面涂布、最大宽度1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%、宽度尺寸偏差在0.5mm以内。
自动化产品配置情况:plc、hmi、变频器、伺服、空气开关、温控器、继电器、接触器、断路器、气缸、轴承。
2.辊压工序
辊压机将电极片按照预设的厚度进行辊压,以得到预设的极片厚度及体积密度。1200mm幅宽的辊压速度可达120m/min,厚度控制在2μm以内,来确保宽尺寸极片厚度的一致性。
自动化产品配置情况:plc、变频器、伺服、hmi、减压阀、溢流阀。
3.高速叠片
目前,叠片工艺采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案。公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。
自动化产品配置情况:plc、hmi、变频驱动器及变频电机、伺服驱动器及伺服电机、传感器、按钮开关、指示灯。
4.检测系统
根据不同生产工艺,自动将组盘后电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送入不同库位或不同设备,自动完成化成,充放电,分容,自放电等后段的工艺操作。
自动化产品配置情况:plc、hmi、继电器、接触器、按钮开关、指示灯、传感器。
新能源汽车动力电池装机量占比
5. 配套机器人
目前部分电池工厂的生产车间内,每一条产线都遍布高精度传感器,并且配备了数百台的机器人辅助生产, 做到了高度的自动化、信息化、智能化。
配套机器人辅助生产工序:焊接、注液、化成、分容、检测/分选、清洗、涂膜、上料、包装等。
配套机器人类型:scara、四轴机器人、六轴机器人等。