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深圳吉阳自动化阳如坤总经理
来源:中国电池产业网 日期:2009-5-26 作者: 点击:

第四届华南锂电(国际)高层技术论坛今日在深圳会展中心开幕。本次大会以“动力2009——动力电池、3G高容电池、上网本电池”为主题,来自全国锂电行业的数百名专家、企业高层出席了本次论坛,并就锂电行业如何应对金融危机,发掘新市场、新机会、把握行业热点及发展趋势展开讨论。

以下为深圳吉阳自动化技术有限公司阳如坤总经理演讲的文字实录:

【主持人:邓中一】现在开始下午最后的一个环节,我们还有四位演讲者,第一位演讲者是阳总,他是深圳吉阳体自动化技术有限公司阳如坤总经理,主要是讲锂离子电池设备这些方面的,而且这些方面我们做动力电池是非常需要的。下面的时间让阳总给我们介绍这方面的情况,大家欢迎!

【阳如坤】大家好!很高兴受组委会的邀请我来讲一下有关电池制造方面的内容,说实话我还是觉得有些“孤单”,大家讲电池制造有三个方面的内容,一个是材料,第二个是电池的设计,第三个方面是电池的制造。昨天很多的专家也提出了电池制造方面的很多内容,也是我觉得目前对于中国电池制造来说最不受控的一个方面,我在这里所谓的“孤单”是希望以后能够看到更多的人来讲这样的一个题目,虽然这里有很多你们认为有很多秘密,但是我认为开放的交流对整个行业的进步是非常重要的。

我今天讲的内容实际上涉及到技术层面的内容不是特别多,我主要讲的还是一个观念,我觉得这些观念可能对我们做电池来说可能更重要一些。具体的一些技术方面的内容有好多是我们公司做过的,也有好多没有做过的,一个公司的能力非常有限只能够涉及到一小部分的领域,我欢迎大家就我们做过的部分来跟我进行一些交流。

我要讲的内容主要包括两个部分,一个是动力电池制造的系统,我想把这些系统的内容跟大家说一下,第二是围绕动力电池制造的我认为目前在普通电池制造方面还比较欠缺或者是在动力电池制造方面更欠缺的东西,我在这里给大家一个提醒。我在这里先把电动汽车的发展过程简单说一下,我想跟大家说一个概念,首先当南是混合动力车,第二个是接插式电动车,还有EV纯电动车,这里有一个最近大家业界在炒的是FREE—EV自由行电动车,自由行电动车我的理解是像我们开汽油车一样到处跑,没有油加一点油,没有电也可以加电。这样对我们车的要求提高了很多,不仅仅是配套的问题,包括我们现在车的一些性能都还达不到这样的一个要求,布罗德昨天报告里面提出了MIT提出了这样的一种技术可以解决这方面的问题,我想这也是提出FREE—EV一个很重要的技术基础吧。

从动力电池有几个方面,一个是安全性、高倍率性、一致性、长的循环寿命、高比容量、好的低温性能和总成本比较低。我在这里提到这个实际上是站在一个制造的角度来说,怎么能让这些性能能够从制造的角度达到这样的一些要求,我们在做这个设计的时候、制造的时候充分考虑到这些方面。

从动力电池的发展趋势来说我觉得有几个方面还是提醒大家应该注意,第一个是高倍率的特性,比如我们能够做到60C—100C的自由充放电,我们的FREE  CAR应该做到了,这应该不是一个梦想,应该在材料的努力和制造的努力,应该在一定的阶段是可以达到的。第二个方面是单体容量上还是在不断地往前走,到目前为止我觉得做电池还是要逐步往大的做,目前据我所知做到2AH—10AH这样的范围还是比较安全的,很多的厂家用在大巴上还是比较成功的。再往后50AH—300AH肯定会达到的。从更安全的角度来说,主要是材料、设计、制造,这是第三个方面。第四个方面是纳米级的材料逐步成熟,对于我们动力电池的发展起到和重要的作用,第五是纳米级的制造装备的逐步成熟,我发现有的材料厂家提供了很好的材料,然而我们有很多的厂家没有很好的装备把它做好,有的厂家甚至怀疑这个材料是不是有什么问题,我经常听到这样的一些说法。我觉得除了我们有纳米的材料之外还会有纳米级的制造装备才能够真正把这个电池做好。

我想说一下整个动力电池制造的装备的解决方案,有那么几大系统:第一是浆料的制备系统、极片的制备系统、第三是芯包制备,第四是电芯的装配,第五是干燥注液系统,还有化成分容、配租、辅助系统就这么几大方面。我觉得在整个的动力电池的制造的系统构造里面这几个方面虽然我分得不一定非常恰当,但是我觉得我们在考虑这个系统的时候我希望大家有一个均衡的观念,因为我发现有很多的电池厂他们可能个人的爱好不一样,有的人想法不一样,这种均衡的考虑比较差,整个系动有的买的设备买得很好,有的很差,甚至不受控的程度,我在这里把这个系统展示出来是想提醒大家电池确实是一个系统,一定要从系统的角度去考虑这样的一个问题。

因为电池这些要求也非常严,整个电池信息管理系统这是一个制造管理系统了,这里我就不一一去分,,这里也是显得非常重要,对于我们电池制造来说,现在系统集成的技术和制造技术的发展来说,这些技术在其他行业的应用非常广泛,在我们的电池行业我认为是刚刚起步,甚至我们还在手工到单机这样的一个自动化的程度,在后面很多技术的应用,包括这些先进制造技术的应用,我认为在整个电池系统里面还是非常重要的。

另外一个方面,我觉得这个辅助系统也是非常重要的,相当于我们整个配套这一块,包括条码管理或者是FID的管理,还有真空系统和一些日常的一些监控系统在这里也是显得比较重要的,我就不一一列出来了。

下面我想说第二个方面的内容,我们动力电池制造的一些新技术,一共有五个方面。在浆料制备这一块,首先我认为以下这几个方面还是对我们整个电池制造非常重要的,比如说称重、加料,我发现国内很多的电池厂为了节约投资用人工称的,而且加料的时候经常在晚上11、12点,这些称重的人少加了一个1%的东西我们整天做的电池全都是废的,其实这个废造成我们整个的损失是非常大的,这里面可能需要得钱并不多。还有分散的这一块,现在的磷酸铁锂这是纳米级的东西,我们要用一些纳米级的分散设备才能把它分散得比较好,我觉得在这块上还是做得不错的。还有过滤和除铁这样的一些自动的东西应该加上,还有一个是在加料到涂布整个过程我觉得我们人参与还是太多,经常我们发现人拿着一个勺子从这个地方舀到那个地方,中间加入了很多的东西,比如关系的好多因素,比如灰尘、水份都加到里面来,导致我们从头到尾做出来的电池极片都是不一样的。这里我建议大家有一个全封闭的系统去运行这样的一个东西。

涂布新工艺,这个其实还不是吉阳公司做的东西,这是我在网上看到的东西,我觉得这个概念是非常好的(见图),这个是挤压式涂布,这个机器比较好的有两个方面值得我们吸取的,这个是双面涂布,可以做到同时涂布的,动力电池涂得比较薄的时候是可以做到的,第二是他图纸的速度非常快可以达到20米/分钟,第三是他涂布的精度高一些,还有一个最重要的是他的活性物质的单位总量可以通过动态反馈来调节的,这样我认为对我们动力电池来说是一个很希望的东西,我希望我们国内一些做涂布机的厂家能够共同努力把这样的一个目标达到,因为这一块对于整个电池的运行各方面还是非常重要的。

下面我想介绍我们公司所做的一些比较多的东西,主要是围绕动力电池的组装系统,说到这一块有这么几种方式,一个是卷绕的,叠片的,有制袋式叠片和Z字型的叠片,形状上来说有圆形和方形,有客户也需要开发一种圆形的叠片这样的一种电池。这是一个原理图,针对圆形的多极耳的电池怎么解决,以前是靠超声波焊接焊接不同的极耳的位置,也有客户说我们把极耳焊在边上,我们现在展示是把极耳用激光切出来,切是一个动态的过程,让我们的极耳间距是变化的,这样可以把极耳对在一条线上,精度是比较高的。回头我回说一下激光切割带来的好处。这是方形的电池,也是可以采取这样的技术实现大电流、多极耳的制造,从他的尺寸来说也可以做得比较大,比如我们电池的高度可以做到250左右都可以的,电池的宽度可以做到100多,我们通过一种浮动的卷绕头的方式可以把一些张力和控制变形,可以减少到很小,我们有一篇文章专门介绍了这个。

我们最近开发了一个激光切割卷绕机,可以卷大电池的,在这个月底会出现这个,这还是一个CAD的机构图。

目前有四种方法模切制片,一个是冲模落料,激光的刀模的冲切还有激光刀模的滚切,还有激光模切,我们都做了一些尝试,后三种都不错的,但是前面一种因为如果太薄我们想把模具做得很长是很困难的,对这个要求还是比较高的。这是一种滚切的,效果比较高,可以做到600个PPM,这个可以收起来做成一个很整齐的料盒里面。

我们在做激光切割的一些数据,首先切割速度是400—500mm/S,很大的优势是切割的形状任意,几乎不受大的限制也不受模具的限制,这样对我们不管做研发还是将来产品在不断的换形过程中都是非常有好处的,一个最大的优点它切割的过程中产生的毛刺很小。激光本身的波长很短,我们切割极片的时候做实验下来最大的是10mm的毛刺,周边没有锋利的东西,对于电池防止它刺穿隔膜还是很有帮助的,同时能够很灵活地去生产不同的形状。这也是我们的一种激光模切飞机,前面跟我们标准的分条机差不多,后面是一个激光切割机。

这是比较常规的,在业界做得比较多。这是另外一种制袋式的叠片,他的好处是可以做到正极制袋以后的孔度和负极的宽度是一样的,以后的运行过程当中可以防止这个极片互相串位,串位对电池的性能影响蛮大的,比如一些震动对电池的影响是很大的,这是比较有优点的,尤其是对一些大电池比如说在120AH以上的时候。这个是制袋式的叠片机,这是链到一起的,先制袋后叠片的机构,制袋以后把它包起来。这是一个叠片式电池的芯包制备系统,从激光的切割到称重、CCD的检测、再加上自动叠片的包扎,这样整个后工序可以在这整个单元里面完成了。

这是注液和烘烤系统,注液这一点以前我们有很多的观念是有很多人来参与,我给大家一个建议把烘烤系统和注液系统链接起来,我个人的理解我们锂离子电池最重要的工序是这个注液的工序,不仅影响电池的质量而且整个水份很容易在这里引入,尤其是渗液很困难的时候造成很多的问题。第一个是空耗和注液的连接,还有采用工艺气体的方案比用干燥空气的方案成本要好很多,你们可以去算这个帐。

最后一个方面是电池质量过程中一些监控方面的东西,一个是活性物质的动态时实反馈控制,第二是用CCD来做一些检查极片,第三个方面是极片自动称重分档,还有一个是X—ray,这个业界有很多人在用,但是我觉得我们还要用得更广泛一些。还有泄漏的检查,尤其是动力电池这一块应该要做到这一块。还有动态的湿度进行控制,这是对电池影响很重要的一个方面。

最后我总结一下,我希望大家在制作电池的时候有一个系统的概念,我们在做动力电池的时候浆料制备和芯包制备、烘烤职业、整个制造系统监控方面是这几个很重要的方面。

【现场提问】你说做大电池,我觉得电池做得越大,整车单位这一点来看可靠性越好,连接越好,问题是我们做大电池目前没有设备,你用那些可靠的自动化的设备给我们做100AH的电池可以吗?

【阳如坤】有啊,我们涂布滚压完了以后的工序基本上都有,整个系统是300AH的,我不说你们应该知道是哪个客户。

(编辑:全球电池网)

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