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海目星激光:整线产品矩阵+产线数字化赋能极限制造

高工锂电 来源:高工锂电 2023-04-18 09:31 次阅读

动力电池极限制造时代正在加速走来。

产品力、技术力趋同态势下,实现数智化、精益化智造,将有利于电池企业在规模化优势、成本优势等维度与竞争对手拉开差距。在此过程中,锂电智能装备企业扮演着尤为关键的作用。

探索极限效率、极限品质、极限成本也成为动力电池企业及锂电智能装备企业的重要命题。

“随着新能源汽车和储能市场需求大规模启动,全球锂电池制造正在面临全所未有的新挑战。锂电池企业要应对更高品质、更大规模的新能源市场需求,制造升级迫在眉睫。”海目星激光产品中心副总经理蒋志东在2023高工锂电智能制造峰会上表示。

如其所说,行业预计,到2030年,全球锂电池产能需求将达到7TWh,产能规模的迅速扩大,无论对于电池企业还是装备企业而言,都提出了极大的挑战。

蒋志东指出,极限制造背景下,动力电池企业主要面临生产工艺、质量管控、生产效率、产能爬坡、设备调试、设备管理、生产管理、制造成本等方面的挑战。

对此,海目星激光的应对策略是,打造极限制造下的整线产品矩阵,拓宽产线数字化融合边界,深入极限制造下的基础研发平台研发。最终实现极高的质量要求、极高的生产良率、极限的生产成本、极快的生产效率、极高的生产稳定性。

整线产品矩阵“备战”极限制造

当前,电池企业正在朝着电芯生产合格率99.5%、单线年产能9GWh、满产爬坡周期30天、电芯生产运营成本占8%等极限制造的目标迈进。

海目星激光正在通过打造极限制造下的整线产品矩阵,提升设备OEE,提升设备良率,赋能动力电池极限制造。

蒋志东介绍,海目星激光涵盖方形、软包、圆柱电池从电极、电芯到模组PACK的制造产品能力。

在核心产品上,海目星激光拥有多项整机创新技术应用。

如:海目星激光推出的双层宽幅高速涂布机,整机采用弧形布局、一体式双层烘箱、气翼式风嘴等多项创新技术应用,采用仿真流体模拟技术,对导流结构、风嘴结构、排风系统和整机热流等进行系统性优化,有效改善悬浮烘箱的干燥性能,并解决箔材抖动、打皱等行业痛点。

激光清洗解决方案上,海目星激光凭借对电池不同材料特性的基础研究,创新推出高速激光清洗技术,解决传统清洗污染、损伤、低效的问题。独有的激光软件可对清洗槽位进行高精准控制,保持清洗的一致性。实现正负极极片涂层的清洗;可兼容幅宽35-700mm,可定制化,实现多极耳清洗。

高速叠片解决方案上,海目星激光锂电池正负极片切叠一体设备将制片及Z字叠片工艺融为一体,采用电子凸轮控制的高速裁断技术提高裁断和叠片效率,集成极耳加强筋、V⻆成型、裁断、叠片、热压、绝缘检测等功能。三工位叠片效率达320~360pcs/min(0.167~0.2s/pcs)。

激光制片解决方案上,公司可提供兼容卷绕、叠片工艺的高速激光制片机、制片分条一体机、⾼速激光制⽚裁切⼀体机(叠片)等。其中高速制片机切割速度≥120m/min、切割精度±0.2mm、粉尘颗粒<10µm。

高速切卷解决方案上,基于技术的持续创新,公司圆柱切卷一体机可兼容同侧极耳与两侧极耳等多种工艺,单机效率≥15ppm(极片长度5m),极耳宽度/间距/高度的精度±0.2mm正负极片、隔膜对齐≤±0.3mm。方形切卷一体机采用变卷针技术与极耳对齐度测厚闭环技术,实现卷绕线速度2500mm/s,正负极片、隔膜对齐≤±0.3mm,单机效率≥7ppm(极片长度10m)。

方形铝壳超高速装配线解决方案上,海目星激光突破现有技术瓶颈,采用高速磁驱连续式生产工艺,实现高效率高良率加工生产。设计效率>30PPM,整线占地面积减少30%,能耗降低20%,单位产能成本降低30%。

方形铝壳/软包电池烘烤线解决方案上,高精度温度控制技术、高精度水份检测技术、能耗监控管理系统、调度系统控制技术、动力学仿真技术等加持下,海目星激光产品的产能≥12PPM(按照蓝本71173204计算),良率≥ 99.98%,烘烤温度覆盖常温-125°C(可设定),真空漏率(气密性≤10Pa.L/s。

模组及PACK装配解决方案上,公司糅合激光飞行焊接技术、电芯动态同步搬运技术、电芯堆叠技术、多轴焊接运动控制技术,使得产品可兼容不同尺寸、不同工艺的PACK生产,设备产能为12ppm~35ppm,故障率低于2%,良率≥99.95%。

通过整线产品矩阵以及持续迭代的技术工艺,海目星激光正在协同下游电池企业精进、延拓产品的研发布局,匹配终端迈向极限制造的需求。

产线数字化+基础研究深化

要实现真正实现电池的智能制造,全局最优解是要将信息化、⽹络化、数字化、智能化融⼊电池制造全过程。

蒋志东表示,海目星激光正在逐步完善产线数字化融合方案。具体包括:

1、通过研发核心软件控制技术,提升设备稳定性,保障电芯生产质量。

2、规划产线数字化向整场数字化跃迁全图。

3、打造产线数字化管理系统。

4、完善制程工艺分析系统。

5、打造产线智能化管理系统。

6、数字化工厂的MES管理系统及大数据智能存储解决方案。

如:在产线数字化管理系统方面,海目星激光快速接入工业4.0平台——H-IPMS产线数字化管理系统,实现精准对接数字化工厂。在制程工艺分析系统方面,海目星激光应用锂电装备和制程工艺的过程参数,和每个电芯进行绑定,实现电芯质量追溯分析。在产线智能化管理系统方面,导入视觉检测质量分析系统,对偶然性数据进行及时性处理,对规律性数据进行预测性维护等。

与此同时,海⽬星激光也在不断加⼤研发投⼊,深入基础技术研发平台构建。

蒋志东介绍,公司现已设立四大创新中心,强化基础技术研究&应用、电池技术路线研究、重点新产品开发、智能制造、平台型技术研发五大职能,为产品到智能制造再到极限制造提供技术维度支撑。

在基础技术工程体系上,海目星激光通过搭建全面的数字化多物理场工程计算体系,具备电、磁、热、固、流五大领域基础工程问题解决能力,在提升关键工艺指标,提高关键模组性能和稳定性,持续提升产品线技术竞争力。

同时,公司还搭建了物流仿真、虚拟调试、软件框架、视觉检测、核⼼控制技术等研发团队,⽀持研发技术不断突破创新。

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值得一提的是,海目星激光面向激光光源技术、自动化及控制技术、电池工艺制程和先进激光应用,成立星能研究院,为硬核、前沿技术研究与落地提供保障。

“高精尖”科研平台也成为海目星产品及技术保持行业引领的有利支撑。

可以预见,以基础科学技术、工程技术为盾,以数字化、智能化实力为矛,海目星激光将持续丰盈整线产品矩阵,全面赋能动力电池企业进入极限制造新周期。







审核编辑:刘清

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原文标题:海目星激光:“整线产品矩阵+产线数字化”赋能极限制造

文章出处:【微信号:weixin-gg-lb,微信公众号:高工锂电】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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