从产品到战略,三大技术透视行业“明天”(上篇)

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会议倒计时55天

第十七届高工锂电产业峰会

主办单位:高工锂电、高工产业研究(GGII)

指导单位:常州金坛区人民政府

承办单位:江苏省金坛华罗庚高新技术产业开发区

峰会时间:2024年7月1-3日

峰会地点:常州·东方盐湖城·茅山国际会议中心

4月前两周,中国乘用车市场“油电反转”,新能源汽车零售渗透率为首次超过50%。这背后,是国内新能源汽车产业链价格与技术的全面内卷。对于锂电产业链同样如此,淘汰出清正倒逼锂电产业生产力质变。

立足锂电产业链规模,TWh时代规模效益成为基本诉求,产线效率、良率缺一不可,要求锂电制程前中后段全面无短板;另一方面,面对应用端长续航、高比能、快充等多维性能升级诉求,发展革新配套工艺是下一轮电池技术竞逐中不可忽视的战略布局。

面对锂电工艺新质生产力诉求,4月27日-4月28日,嘉拓智能携锂电生产的最新工艺亮相重庆CIBF2024,为锂电技术发展提出创新方案。

高速热复合叠片机

高工产业研究院(GGII)数据显示,2023年中国刀片电池出货量超140GWh,预计未来两年新规划的刀片电池产能将超200GWh,在刀片电池出货带动下叠片工艺正在扩大渗透。

“叠时代”的装备竞赛已然打响,本次CIBF嘉拓智能高速热复合叠片机亮相,整机叠片效率0.1S/PCS,叠片良率≥99.5%。

该设备集放卷、冲切制片、热复合、隔膜裁断、叠片、电芯热压、贴胶、下料等功能于一体,实现一体化高度集成,整机占地面积小,设备效率高。

视觉检测方面,该设备采用高精度叠片CCD自动视觉系统,精确识别各类缺陷并及时调整切刀位置,制片精度±0.15mm,叠片对齐度精度±0.3mm,实现极片角位100%对齐度检测。

在张力控制与纠偏方面,料带纠偏采用三级纠偏,张力值0-15N。在隔膜边缘检测引入区域型激光感应器避免单次纠偏过大导致隔膜褶皱等问题;设置离子风棒,确保隔膜双面除静电,残留静电控制在300V以下;严格控制过辊加工精度,保证过辊长度为500mm时,其平行度不超过0.04mm。

干电极技术

干电极技术既能省去溶剂,又能加强极片能量密度、降低内阻,且因流程化简,设备投入更少。尤其在锂电产业链出海机遇下,各个国家对环境、安全、能耗的要求越来越高,去除NMP的工艺可进一步匹配海外经营要求。相对的,干法技术在产业化上仍与湿法存在差距。

目前,已有干法制备负极案例。在本次CIBF展会上,嘉拓智能分享了在干法成膜三大工艺路线取得的阶段性的成果。

多辊转移:基于颗粒料,多辊转移采用辊面作为自支撑电极膜的载体,减少高速运行过程中的断带现象;通过差速转移的方式可实现均匀上料、连续成膜、减薄和复合。嘉拓智能多辊转移可实现机械速度Max: 30 m/min;压延厚度精度+2um;压辊宽度500mm;压力10-50T。

分段辊压:基于颗粒料,采用微张力控制技术可实现2N张力下稳定高速走带,减少运行过程中的断带现象;分断式辊压过程控制精度更高,更利于工艺验证,膜片收卷后再采用复合机进行双面复合。嘉拓智能分段辊压分切可实现机械速度Max 30m/min;压延精度+2um;压辊宽度500mm;压力10-50T。

双钢带辊压:双钢带辊压对于来料状态兼容性更高,可支持粉料、颗粒料、团状料多形态来料。钢带系统可以作为自支撑电极膜的载体,减少电极膜在辊对辊制造、高速运动过程中的断带现象;双钢带辊压成膜后的膜片强度更高,韧性更好;嘉拓智能双钢带辊压可实现机械速度Max 30m/min;压延厚度精度+2 um;压辊宽度600 mm;压力10-50T。

嘉拓智能从2015年对干法工艺展开相关调研,到2020年成立干法团队进行研发生产,基于平台化的开发策略,嘉拓智能自2021年11月开始与客户进行干法工艺的验证。2023年嘉拓智能已与PTFE供应商进行合作,共同进行工艺探索突破,完成6+台干法设备、3+台固态设备的交货和验收,潜在订单超30起。

注液系列

本次CIBF,嘉拓智能介绍了旗下6款注液设备,产品包含差压、等压;立式、卧式;直线式与转盘式。

其中,卧式注液为嘉拓智能的特色创新,区别往高度方向发展的“举重”式立式注液,卧式注液横向发展的腔体,可提升设备稳定性,降低故障率。此外,卧式腔体的长度延申,提升了单位体积电芯静置量,同等电芯静置量腔体结构综合成本较立式腔降低。

此外,嘉拓智能还对注液进行了另外六大优化。包括对下液曲线—管路的优化设计;管道优化设计及疏水材料导入,减少注液系统结晶及挂壁,提升注液量CMK;正压回收利用技术实现节能降耗、高效回收;拨齿驱动托盘技术进一步实现Particle管控;柔振+视觉预入胶钉击破注液擦拭及打钉痛点;管控噪音源及降噪向等效声级75dB降噪目标进发。