發(fā)表時間：2021-04-03 次數(shù)：288 作者：陳婷 高工鋰電
全球動力電池大規(guī)模爆發(fā)前夜，鋰電設(shè)備需求急劇攀升。而中國作為全球鋰電裝機量主導(dǎo)市場，2020年全球裝機占比65%，拉動國內(nèi)電池企業(yè)涂布機訂單大幅上漲。
在鋰電生產(chǎn)工藝關(guān)鍵一環(huán)的涂布環(huán)節(jié)，國產(chǎn)涂布機已占據(jù)主導(dǎo)地位，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年全國各電池企業(yè)大型涂布機的訂單達418臺，其中國產(chǎn)設(shè)備占比超86%，進口設(shè)備占比不足14%。預(yù)計2021年僅極片涂布機需求量增加超50%。
深耕鋰電涂布領(lǐng)域16年，嘉拓智能涂布機產(chǎn)品行業(yè)領(lǐng)先，獲國內(nèi)外主流客戶青睞。2020年涂布機年銷售訂單增長超一倍，各類涂布機合計出貨近400臺。
近日，嘉拓智能攜全系產(chǎn)品亮相CIBF 2021電池展，并現(xiàn)場舉辦了4場技術(shù)分享會，圍繞極片涂布、高效干燥技術(shù)、干法電極、高效卷繞機等行業(yè)熱點，展示了嘉拓智能技術(shù)研發(fā)實力及最新進展，讓客戶更好的了解嘉拓智能產(chǎn)品的同時，也與產(chǎn)業(yè)協(xié)同共進。
此外，嘉拓智能通過布局新的技術(shù)團隊及并購等方式，歷時兩年多，低調(diào)培育新品，這次展會首次攜卷繞機亮相。嘉拓智能其他主推產(chǎn)品還有注液機、模切機、疊片機 、氦檢機等。
極片涂布瓶頸及三大解決方案
嘉拓智能產(chǎn)品總監(jiān)朱高穩(wěn)分享了《鋰電池極片涂布瓶頸及解決方案》，圍繞鋰電池極片涂布現(xiàn)狀、瓶頸及相應(yīng)的解決方案展開。
因各家電池企業(yè)材料、工藝、配發(fā)等均存在較大差異，涂布機需求也各異。此外，工藝需求不斷變化，涂布機已經(jīng)成為產(chǎn)能的瓶頸之一。
朱高穩(wěn)強調(diào)，其中極片涂布環(huán)節(jié)，干燥則是極片涂布的最大阻礙。如正極領(lǐng)域存在溶劑超高會導(dǎo)致安全風(fēng)險，邊緣涂陶瓷與漿料的干燥融合問題，LFP漿料存在干燥開裂等缺陷；負極領(lǐng)域存在厚層涂布、開裂、卷邊等缺陷，薄基材打皺、斷帶，無增塑劑工藝干燥缺陷等等。
作為涂布機領(lǐng)域領(lǐng)先企業(yè)，嘉拓智能給出了其解決方案，包括正負極涂布機獨立定制、先進工具仿真技術(shù)及新的干燥技術(shù)。
一是正負極涂布機獨立定制。因正負極涂布的差異越來越大，且對涂布速度、質(zhì)量要求逐步提升，傳統(tǒng)的正負極涂布設(shè)計一致的思路已不適應(yīng)，更需從干燥、結(jié)構(gòu)、供料、模頭等多維度針對性的專門設(shè)計，正負極涂布機分別定制。
二是利用先進工具仿真。如在沒有打樣驗證時間，要求一次做到位時，可以采用仿真模擬技術(shù)；此外還有理論研究與實驗測試結(jié)合，對客戶現(xiàn)場大量數(shù)據(jù)收集及系統(tǒng)分析，以及對瓶頸問題微觀上深入研究等。
三是包括微波干燥、油紅外干燥、電紅外干燥、電磁加熱干燥等新的干燥技術(shù)的研發(fā)及使用。
高效干燥技術(shù)
動力電池產(chǎn)能急劇擴張下，于鋰電涂布干燥設(shè)備而言，對單位烘箱長度的產(chǎn)能要求越來越高。
如嘉拓智能涂布干燥設(shè)備電極涂層每米長度烘箱生產(chǎn)速度在1-2[(m/min)/m] ，隔膜涂層現(xiàn)有生產(chǎn)速度1-8 [(m/min)/m ] 。但為滿足產(chǎn)能需求，未來烘箱的生產(chǎn)性能還需翻倍。
干燥階段主要涉及預(yù)熱及恒速階段、降速干燥段、毛細擴散段、蒸汽擴散段，其中高速干燥限制因素主要是干燥均勻性及粘結(jié)力下降。
嘉拓智能研發(fā)項目經(jīng)理楊賽強介紹，若干燥均勻性不夠，則會造成邊緣過干（小范圍3-5mm）、邊緣過濕、卷曲開裂等問題；同時烘箱熱慣性大，不同熱機時間，相同干燥條件，干燥效果完全不同，也會引發(fā)起涂穩(wěn)定性、適應(yīng)性不佳。
楊賽強認為，包括熱風(fēng)對流、紅外輻射、接觸傳導(dǎo)等增強能量輸入，是實現(xiàn)高效干燥的有效途徑。
干法電極涂布設(shè)備開發(fā)
動力電池規(guī)模擴張，尤其是TWh時代的來臨，現(xiàn)有濕法涂布工藝難以實現(xiàn)如此龐大的生產(chǎn)規(guī)模。而同時能耗、安全、環(huán)保要求多重壓力下，干法電極應(yīng)運而生。
戰(zhàn)略產(chǎn)品部項目經(jīng)理張銳博士透露嘉拓智能也在積極布局干法電極涂布設(shè)備的開發(fā)。
張銳指出，干法電極制造技術(shù)即在電極制造過程中不添加溶劑，如去離子水、NMP等，同時簡化工藝，包括去除干法混料技術(shù)、干法涂布技術(shù)，去除溶劑回收/NMP精餾設(shè)備以及去除絕大部分烘箱設(shè)備等。
基于此，該技術(shù)存在明顯的優(yōu)勢，包括減少設(shè)備成本和廠房面積、減少制造成本、實現(xiàn)厚電極制造，實現(xiàn)固態(tài)電池技術(shù)、正/負極補鋰技術(shù)等最終實現(xiàn)安全型、環(huán)境友好型綠色工廠。
但顯然傳統(tǒng)濕法涂布+烘箱設(shè)備不適用于未來干法涂布工藝，而干法電池制造技術(shù)涉及新的混料、粉料輸送、涂布/電極膜成型、輥壓、薄膜復(fù)合等工藝，衍生出多個品類的新設(shè)備和新技術(shù)，目前主要專利和技術(shù)在國外，國內(nèi)缺乏相關(guān)領(lǐng)域的突破和創(chuàng)新。
嘉拓組建了專門團隊進行此技術(shù)的研究，目前嘉拓已開發(fā)出相關(guān)實驗設(shè)備，正在進行工程化改造，期望在一到兩年內(nèi)形成產(chǎn)品。
極限制造要求下的前段裝備智能升級
嘉拓智能戰(zhàn)略產(chǎn)品部總監(jiān)周研認為，動力電池規(guī)?；瘮U產(chǎn)，電池企業(yè)極限制造探索，對鋰電設(shè)備配套提出更高要求，智能制造、無人化引入成為必然。
而智能制造為鋰電設(shè)備解決問題引入了新的手段和方法，從原來解決問題到對問題的預(yù)警，對問題的預(yù)判的新方法，這也是系統(tǒng)的對智能制造的理解。同時對關(guān)鍵設(shè)備的評估，健康平臺的管理、性能衰退，發(fā)現(xiàn)早期異常，與工藝邏輯相結(jié)合，幫助客戶達到智能制造的目的，無論是人數(shù)的減少、良率、稼動率提高，最終達到綜合性能的最佳。
此外，周研還分享了嘉拓智能在智能制造轉(zhuǎn)型過程總結(jié)的鋰電廠商將集中面臨三大問題，一是軟件的邊際成本極低，容易形成馬太效應(yīng)；二是智能化需要制成過程中數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，保障準確的數(shù)據(jù)傳遞；三是要求企業(yè)有一定的軟件基因。
他建議，設(shè)備企業(yè)應(yīng)重點通過合作構(gòu)建最優(yōu)秀的制成系統(tǒng)，并完善單機性能，優(yōu)化制成原理；同時關(guān)注去中心化管理，注重底層快速響應(yīng) 。而不應(yīng)單純關(guān)注生產(chǎn)過程，還需關(guān)注設(shè)備開發(fā)的智能化、設(shè)備應(yīng)用智能化，包括制造系統(tǒng)、產(chǎn)線優(yōu)化、關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵工藝及過程監(jiān)控與追溯等多個環(huán)節(jié)。
小結(jié)
整體而言，面對動力電池規(guī)模擴張，嘉拓智能的策略是，緊跟市場需求，穩(wěn)定自身步伐，在保障產(chǎn)品質(zhì)量、具備強大且快速的產(chǎn)品交付能力的同時，不斷加大研發(fā)投入，產(chǎn)品有計劃的推陳出新及迭代，以滿足市場日益變化的新需求。
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