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近日,以“重整邊界、重構(gòu)價值、重塑生態(tài)”為主題的2024高工鋰電年會暨高工金球獎頒獎典禮在深圳圓滿召開。大族激光旗下子公司深圳市大族鋰電智能裝備股份有限公司(以下簡稱:大族鋰電)全自動智能噴涂技術(shù)榮獲“年度創(chuàng)新技術(shù)”獎、軟包半固態(tài)電池化成分容設(shè)備榮獲“年度創(chuàng)新先鋒”產(chǎn)品獎。
在CEO年度對話專場上,大族鋰電董事長王瑾與行業(yè)大咖就圍繞“鋰電裝備企業(yè)的全球化與本地化,電池市場與技術(shù)分化下的企業(yè)應(yīng)變”等話題開展深入探討。
新形勢下,鋰電產(chǎn)業(yè)“出?!笔钱?dāng)前和未來的主方向,但出海面臨各種風(fēng)險挑戰(zhàn),需充分考慮各國市場準(zhǔn)入和預(yù)期、法律法規(guī)、風(fēng)土人情等因素;在電池技術(shù)革新與技術(shù)分化方面,企業(yè)要根據(jù)自身的技術(shù)沉淀和市場底蘊應(yīng)對各種變化、市場需求和風(fēng)險挑戰(zhàn)。
會上,大族鋰電中后段負責(zé)人孫啟程博士發(fā)表了《中后段工藝革新賦能鋰電池創(chuàng)新發(fā)展》主題演講,報告主要圍繞電芯中后段的烘烤、化成分容、絕緣智盾涂層技術(shù)的技術(shù)革新與創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展來展開分享,并重點介紹了公司在固態(tài)電池領(lǐng)域的技術(shù)裝備行業(yè)應(yīng)用和方案優(yōu)勢特點。
孫啟程博士表示,鋰電中后段工藝正發(fā)生一系列變化:一是電池由液態(tài)向半固態(tài)、固態(tài)電池發(fā)展;二是烘烤工藝由單體爐向高速線過渡,產(chǎn)能翻倍且能耗減半;三是電池包技術(shù)的革新,特別是CTC3.0時代的到來,對電芯表面的強度和空間利用率提出了更高要求,UV打印絕緣層以其高強度和性能優(yōu)勢,逐漸取代傳統(tǒng)包藍膜工藝,解決了邊角、折角損耗等問題。
大族鋰電針對軟包半固態(tài)電芯在測試中遇到的壓力分布不均、極耳與導(dǎo)電板接觸不良等問題,通過優(yōu)化夾具和導(dǎo)電板設(shè)計,提升了充放電效率和測試合格率。在烘烤工藝方面,大族鋰電通過特殊發(fā)熱板布置、高效發(fā)熱膜定制及內(nèi)置加熱源等措施,大幅提高了溫控精度,降低了能耗,并實現(xiàn)了大腔體高速線的無人化及零成本換型,產(chǎn)能顯著提升。在包膜工藝方面,UV快干涂料和全自動噴涂包覆工藝替代了傳統(tǒng)藍膜,解決了氣泡、褶皺等問題,提高了電池安全性和材料利用率,且材料性能在絕緣、剪切力、附著力和耐高溫等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)藍膜。
電芯全自動智能噴涂技術(shù)介紹
自動智能噴涂技術(shù)是由大族鋰電自主開發(fā),并實現(xiàn)行業(yè)量產(chǎn)應(yīng)用的創(chuàng)新性技術(shù),可全面代替?zhèn)鹘y(tǒng)包藍膜。相較于傳統(tǒng)包膜技術(shù),其綜合成本降低了20%,技術(shù)領(lǐng)先,是全自研高品質(zhì)的產(chǎn)品線。
2. 材料利用率高:材料利用率≥98%,廢料處理成本低,能夠滿足嚴(yán)格的環(huán)保管控。
1. 產(chǎn)能高:120-150μm的涂層厚度一次噴涂完成,噴槍可以實現(xiàn)不間斷噴涂,噴漆精度±30μm;
2. 適用范圍廣:適用于方殼、圓柱、異型電芯,可實現(xiàn)新能源模組PACK殼體絕緣噴涂。
電池在前段充放電制程中,由于電解液在電池內(nèi)部升溫導(dǎo)致電池表面出現(xiàn)鼓包/內(nèi)凹,在包膜過程中設(shè)備無法兼容到電池形狀異常,所以異常電池包膜后出現(xiàn)氣泡、褶皺等,并且生產(chǎn)過程中,電池的異常制程無法克服;
藍膜本身的剪切力、粘附力比較弱,在終端使用和存儲過程中容易出現(xiàn)刮擦導(dǎo)致刮傷或漏點,有短路風(fēng)險;
藍膜耐溫性能和高溫絕緣性能較弱,現(xiàn)快速充放電的需求越來越高,電壓已到800V,電池發(fā)熱嚴(yán)重,藍膜無法滿足高溫使用,會出點漏點,且有短路風(fēng)險。
解決方案
采用全新工藝能兼容到電池外形變形異常,不受變形影響,依然能保證能包覆好電池;
采用全新材料,提升電池表面包覆絕緣性/剪切力/粘附力/耐高溫性能等;
使用UV快干涂料替代藍膜,整體包覆材料性能提升,大幅提升電池安全性能。
軟包半固態(tài)電池化成分容設(shè)備在充放電效率上提升3%,測試一次合格率提升0.2%(99.7% → 99.9%)。
由液態(tài)電解質(zhì)換成固態(tài)電解質(zhì)后,固體滲透性較差,導(dǎo)致電池內(nèi)阻較大。難點在于如何保證電芯的壓力和溫度均勻性,壓力和溫度分布不均會導(dǎo)致電芯內(nèi)阻增加,整個極片的電流分布不均勻。
解決方案
優(yōu)化夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計,增加層板強度,確保平面度;優(yōu)化導(dǎo)電板設(shè)計,改良壓塊壓力穩(wěn)定性,提升良率;電芯表面接觸的層板采用AL6061精板加工,保證層板平面度和加工精度要求;根據(jù)層板尺寸和溫升速度準(zhǔn)確計算加熱板功率,發(fā)熱板覆蓋整個電芯表面,保證溫度均勻;實時監(jiān)控電芯本體溫度、極耳溫度、充電電流、即時電壓、煙感狀態(tài),確保電芯安全可控。
在電池技術(shù)持續(xù)革新的大背景下,電池技術(shù)正進入“百花齊放,百家爭鳴”大時代,不論是鋰電池、鈉電池、氫燃料電池,還是固態(tài)電池都有各自優(yōu)劣勢,未來都將尋到其最合適的應(yīng)用場景。
大族鋰電作為全球性的電池裝備和技術(shù)工藝解決方案提供商,始終深耕專業(yè)領(lǐng)域,守正創(chuàng)新,不斷引領(lǐng)新型電池裝備技術(shù)發(fā)展潮流,為電池產(chǎn)業(yè)化升級提供更加“安全、可靠、經(jīng)濟、智能”的制程整體解決方案。