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動(dòng)力電池工藝方案探討
來(lái)源:電子工程網(wǎng) 日期:2012-10-21 作者:全球電池網(wǎng) 點(diǎn)擊:

近年來(lái),電池行業(yè)絕對(duì)可說(shuō)的上是爆發(fā)式的增長(zhǎng),一方面是因其剛性需求促使國(guó)家對(duì)新能源的大力推廣,另一方面是越來(lái)越多的投資機(jī)構(gòu)敏銳的嗅角察覺(jué)出該行業(yè)的巨大商機(jī)潛覺(jué),雙向結(jié)合,直接引爆該行業(yè)。具有關(guān)方面統(tǒng)計(jì),其增長(zhǎng)速度超過(guò)100%。

在這股熱潮里,有傳統(tǒng)的做數(shù)碼產(chǎn)品的企業(yè)在增加投產(chǎn);也有不少其他行業(yè)及投資公司新的加入。本文試圖簡(jiǎn)要分析這個(gè)行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中面臨的一些問(wèn)題,希望能給新的加入者一些建議,謹(jǐn)供參考。

一、動(dòng)力電池及數(shù)碼產(chǎn)品電池的簡(jiǎn)單比較

1、 對(duì)于數(shù)碼產(chǎn)品來(lái)說(shuō),充放電次數(shù)超過(guò)300次,容量≥80%,而按現(xiàn)有的條件來(lái)說(shuō),做到這一點(diǎn)是比較容易的,但動(dòng)力電池則要求至少充放電2000次,更由于動(dòng)力電池工作環(huán)境、工作狀態(tài)的復(fù)雜性,則注定動(dòng)力電池需要按數(shù)碼產(chǎn)品的工藝是不能實(shí)現(xiàn)的。他需要更高的工藝來(lái)滿(mǎn)足其要求。

2、 可靠性和一致性:對(duì)于可靠性和一致性的要求是顯而易見(jiàn)的,只是在這里我想強(qiáng)調(diào)一個(gè)問(wèn)題,對(duì)于數(shù)碼電池和動(dòng)力電池,他們的要求絕不是一個(gè)數(shù)量級(jí)別的。數(shù)碼電池是單一的個(gè)體,動(dòng)力電池則是一個(gè)電池組,這在技術(shù)及工藝上是需要突破的。

二、國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的興起和發(fā)展現(xiàn)狀

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),市場(chǎng)前景、新能源和國(guó)內(nèi)其他傳統(tǒng)行業(yè)的國(guó)度競(jìng)爭(zhēng)使得動(dòng)力電池快速發(fā)展,這種快速發(fā)展具有中國(guó)特色,一般來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池具有以下特點(diǎn)

1、 沿襲數(shù)碼產(chǎn)品的電池工藝

2、 沿襲數(shù)碼產(chǎn)品的技術(shù)

3、 生產(chǎn)環(huán)節(jié)的沿襲

4、 技術(shù)人員技術(shù)上的傳承

一言以敝之,就是少有什么創(chuàng)新和突破(當(dāng)然要除了口號(hào)和膽量,如什么鐵木電池,東土鋰電池,還有就是有人把電池開(kāi)成面包狀了還敢繼續(xù)開(kāi),專(zhuān)家沒(méi)做專(zhuān)家的事;教授從不在實(shí)驗(yàn)室,在忙做走穴)再加上一些新聞媒體的吹捧,什么彎道超越,儼然就是動(dòng)力電池的世界強(qiáng)國(guó)了,這和鐵道部的高鐵技術(shù)有異曲同工之妙。君不見(jiàn),合肥杭州電動(dòng)車(chē)然了,甬溫鐵路火車(chē)追尾了。

盡管我希望但我敢肯定這不是最后一次,但只要工藝方案不改,星星之火可能燎原。

我們拭目以待!

三、動(dòng)力電池需要解決的問(wèn)題

回過(guò)頭來(lái)看,動(dòng)力電池要解決的根本問(wèn)題還是以下幾個(gè)方面

1、 電池壽命:循環(huán)壽命從300次提升至2000次必須對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改變,無(wú)論材料,工藝,都需要進(jìn)行徹底的變革,一味的靠增加設(shè)備精度是很難以達(dá)到要求的。

2、 安全性:由于產(chǎn)品的使用方式的改變,必須在生產(chǎn)工藝充分考慮到防爆,以及BMS的充分完善。國(guó)外產(chǎn)品對(duì)于防爆膜的使用更證明了這一點(diǎn)。

3、 一致性:用手工疊片及注液等工藝做出來(lái)的產(chǎn)品難以保障產(chǎn)品的一致性要求,必須用設(shè)備來(lái)保證

4、 成本的技術(shù)影響:國(guó)內(nèi)產(chǎn)品過(guò)多的考慮成本,所以他們對(duì)成本的增加方案是排斥和抵觸的,傳統(tǒng)的工藝方案經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展,已經(jīng)難以有新的突破,必須在新的工藝基礎(chǔ)上再做突破(包括工藝加工的完善和成本的突破)

5、 觀(guān)念及誤區(qū):我們?cè)谏瞎?jié)談到過(guò)技術(shù)人員的傳承,這是國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池發(fā)展緩慢最根本的原因,他們大多數(shù)是從2000年以來(lái)在數(shù)碼產(chǎn)品電池生產(chǎn)廠(chǎng)發(fā)展而來(lái)的。沒(méi)有更多的理論基礎(chǔ),更多的是傳承工藝的執(zhí)行者,是動(dòng)力電池的快速發(fā)展讓他們站在一定的高度。但他們目前沒(méi)有辦法來(lái)否定自己而得以升級(jí)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品,這就是現(xiàn)狀

因此,一些廠(chǎng)家就是更愿意去買(mǎi)一些很貴,精度很高的設(shè)備,如涂布機(jī)就選了高精度的日本進(jìn)口涂布機(jī),但涂布紙能是一種開(kāi)始,一道工序之一,就入同你要讓雞下大小一樣的蛋,僅去考慮雞屁股的大小是不夠的(對(duì)不起,話(huà)糙理不糙吧),產(chǎn)品是一個(gè)系統(tǒng)的工程,還應(yīng)包括后續(xù)諸多工藝的完善和控制。

四、傳統(tǒng)工藝方案及新型動(dòng)力電池工藝方案

1、 傳承工藝方案(以疊片軟包為例,只列出主要工序)

⑴ 混漿及上料-—⑵涂布及烘干-—⑶模切及分級(jí)—-⑷烘干—-⑸疊片-—⑹熱壓成型 —-⑺焊極耳-—⑻注液-—⑼化成-—⑽陳化-—⑾分類(lèi)及噴碼-—⑿組裝

2、 新型動(dòng)力電池工藝方案

⑴正/負(fù)極漿料混合攪拌—-⑵正/負(fù)極片在PET膜上涂布制作—-⑶集流體導(dǎo)電膠漿料的制作—-⑷正/負(fù)極銅/鋁網(wǎng)涂膠-—⑸三層復(fù)合-—⑹PET膜清晰再利用-—⑺模切干燥-—⑻稱(chēng)重分級(jí)-—⑼疊片及熱壓成型-—⑽極耳焊接-—⑾軟包裝鋁膜外殼的制作-—⑿電芯包裝及封側(cè)邊-—⒀注液及預(yù)封口-—⒁化成-—⒂電池檢測(cè)-—⒃真空封口-—⒄修邊折邊-—⒅噴碼-—⒆陳化-—⒇檢驗(yàn)出廠(chǎng)

3、 兩種方案的簡(jiǎn)單對(duì)比

①、 漿料混合及攪拌系統(tǒng):新型工藝方案中含混料,攪拌,均質(zhì)、在線(xiàn)供給、清洗等,充分保證正/負(fù)極漿料的均勻性,如無(wú)整套系統(tǒng),涂布機(jī)精度再高,涂布精度也難以保證。

②、 與傳統(tǒng)工藝方案比,在正負(fù)極極片的制作時(shí),新型方案是利用銅網(wǎng)及鋁網(wǎng)而不是銅箔和鋁箔,有如下效果。

 

 
正負(fù)載體
充放電次數(shù)
能量密度
對(duì)膠體依賴(lài)
內(nèi)阻
新工藝
銅網(wǎng)/鋁網(wǎng)
傳統(tǒng)工藝
銅箔/鋁箔
新工藝避免了因?yàn)椴煌馁|(zhì),正/負(fù)極漿料和銅箔/鋁箔的熱膨脹系數(shù)不一致而再充放電過(guò)程中因溫度變化而引起的剝離,這種剝離對(duì)電池的壽命及容量的影響是極大的,同時(shí)避免了對(duì)膠體的依賴(lài)(而傳統(tǒng)的工藝是靠添加劑中的膠體來(lái)實(shí)現(xiàn)的)

 

③、 在新型工藝避免了已干燥了的極片在后續(xù)工序中因空氣中的水分依附及操作過(guò)程中人為對(duì)極片的影響

五、幾點(diǎn)建議

鑒于篇幅所限,不能展開(kāi)討論,謹(jǐn)對(duì)新建廠(chǎng)涉足電池行業(yè)者給出幾點(diǎn)建議:

1、 對(duì)傳統(tǒng)工藝方案要消化吸收,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的工藝方案是針對(duì)數(shù)碼產(chǎn)品的,或許您要做的是動(dòng)力電池。

2、 不要片面追求單一設(shè)備的精度,太貴的設(shè)備會(huì)造成產(chǎn)品成本的壓力,而應(yīng)綜合評(píng)估整體設(shè)備的技術(shù)含量,你應(yīng)多考慮整套設(shè)備的自動(dòng)化程度。

3、 如果你要引進(jìn)專(zhuān)家,對(duì)技術(shù)人才的考察不單是做數(shù)碼電池的能力考察,而更側(cè)重于對(duì)新技術(shù)及工藝的學(xué)習(xí)能力。

4、 目前在做的和準(zhǔn)備做動(dòng)力電池的企業(yè)已經(jīng)不少了,如果您要新加入,優(yōu)勢(shì)何在?

5、 認(rèn)識(shí)到大部分人錯(cuò)了,那有可能是個(gè)機(jī)會(huì),其實(shí)把電池做好,機(jī)會(huì)自然就來(lái)了。

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