新能源刀片(piàn)电池之所以性能出众,是(shì)由于它创新地将电芯做(zuò)成了又薄(báo)又长的"刀片"状,并且在封装电池包的过程中取(qǔ)消了电池(chí)模组,由电芯直接排(pái)列成包。大电芯制造难度高,涉(shè)及到辊压、分切、叠片机的制造(zào)精度误差问题,对(duì)效率(lǜ)和良率会带来很大挑战,此(cǐ)外(wài)刀片电池生产还将会涉及(jí)到庞(páng)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(jiāng)为自动化、机器人市(shì)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(zài)配(pèi)料、涂布、辊压、叠片、装配(pèi)、烘烤、注液、检测等八大工艺上,下面将(jiāng)重点介绍涂布、辊压、叠片和检测工艺中运(yùn)用 到的自动化设备和自动化(huà)产品情况,以及生产工序中运用到的机器人(rén)情况。
表 1 各类电池性能比较(jiào)
1.涂布工序(xù)
全自动(dòng)高速涂布设备,将浆料(liào)均匀地涂敷在集流体的表面,通过干燥系(xì)统使溶剂定量挥发,形成均匀的电极片,高速(sù)70m/min双面涂布、最大(dà)宽(kuān)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(nèi)。
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(qì)缸、轴承。
2.辊压工序
辊压机(jī)将电极片按照预设(shè)的厚度进(jìn)行辊压,以得到预设的极(jí)片厚度及体积密度。1200mm幅宽的辊压速度可达120m/min,厚度控(kòng)制在2μm以内,来确保宽尺寸极片厚度的一(yī)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(piàn)工艺采(cǎi)用的是比(bǐ)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(yǐ)内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度。
自(zì)动化产品(pǐn)配置情况(kuàng):PLC、HMI、变频驱动器及变频(pín)电机、伺服驱(qū)动器及伺服电机、传感器、按钮开关、指示(shì)灯。
4.检测系统
根据不同生产工艺,自动将组盘后电池通过(guò)滚筒线(xiàn)、提升(shēng)机或堆垛(duǒ)机送(sòng)入不同库(kù)位或不同设备,自动完成化成,充放电,分容,自放电(diàn)等后段的工艺操作。
自动化(huà)产品(pǐn)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(yuán)汽车动力电池装机(jī)量占(zhàn)比(bǐ)
5. 配(pèi)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(qì),并且(qiě)配备了(le)数百(bǎi)台的机器人辅助(zhù)生产, 做到了高度的自动化(huà)、信息化、智能化。
配套机器人辅助生产工序:焊接(jiē)、注液、化成、分容、检测/分选、清洗、涂膜、上料、包装等。
配套机器人(rén)类型(xíng):SCARA、四轴机(jī)器(qì)人、六轴机器人(rén)等。