“整線產(chǎn)品矩陣+產(chǎn)線數(shù)字化”賦能極限制造

“隨著新能源汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)需求大規(guī)模啟動(dòng)，全球鋰電池制造正在面臨全所未有的新挑戰(zhàn)。鋰電池企業(yè)要應(yīng)對(duì)更高品質(zhì)、更大規(guī)模的新能源市場(chǎng)需求，制造升級(jí)迫在眉睫?！焙Ｄ啃羌す猱a(chǎn)品中心副總經(jīng)理蔣志東在2023高工鋰電智能制造峰會(huì)上表示。

如其所說，行業(yè)預(yù)計(jì)，到2030年，全球鋰電池產(chǎn)能需求將達(dá)到7TWh，產(chǎn)能規(guī)模的迅速擴(kuò)大，無論對(duì)于電池企業(yè)還是裝備企業(yè)而言，都提出了極大的挑戰(zhàn)。

蔣志東指出，極限制造背景下，動(dòng)力電池企業(yè)主要面臨生產(chǎn)工藝、質(zhì)量管控、生產(chǎn)效率、產(chǎn)能爬坡、設(shè)備調(diào)試、設(shè)備管理、生產(chǎn)管理、制造成本等方面的挑戰(zhàn)。

對(duì)此，海目星激光的應(yīng)對(duì)策略是，打造極限制造下的整線產(chǎn)品矩陣，拓寬產(chǎn)線數(shù)字化融合邊界，深入極限制造下的基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)研發(fā)。最終實(shí)現(xiàn)極高的質(zhì)量要求、極高的生產(chǎn)良率、極限的生產(chǎn)成本、極快的生產(chǎn)效率、極高的生產(chǎn)穩(wěn)定性。

當(dāng)前，電池企業(yè)正在朝著電芯生產(chǎn)合格率99.5%、單線年產(chǎn)能9GWh、滿產(chǎn)爬坡周期30天、電芯生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本占8%等極限制造的目標(biāo)邁進(jìn)。

海目星激光正在通過打造極限制造下的整線產(chǎn)品矩陣，提升設(shè)備OEE，提升設(shè)備良率，賦能動(dòng)力電池極限制造。

蔣志東介紹，海目星激光涵蓋方形、軟包、圓柱電池從電極、電芯到模組PACK的制造產(chǎn)品能力。

在核心產(chǎn)品上，海目星激光擁有多項(xiàng)整機(jī)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用。

如：海目星激光推出的雙層寬幅高速涂布機(jī)，整機(jī)采用弧形布局、一體式雙層烘箱、氣翼式風(fēng)嘴等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，采用仿真流體模擬技術(shù)，對(duì)導(dǎo)流結(jié)構(gòu)、風(fēng)嘴結(jié)構(gòu)、排風(fēng)系統(tǒng)和整機(jī)熱流等進(jìn)行系統(tǒng)性優(yōu)化，有效改善懸浮烘箱的干燥性能，并解決箔材抖動(dòng)、打皺等行業(yè)痛點(diǎn)。

在激光清洗解決方案上，海目星激光憑借對(duì)電池不同材料特性的基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新推出高速激光清洗技術(shù)，解決傳統(tǒng)清洗污染、損傷、低效的問題。獨(dú)有的激光軟件可對(duì)清洗槽位進(jìn)行高精準(zhǔn)控制，保持清洗的一致性。實(shí)現(xiàn)正負(fù)極極片涂層的清洗；可兼容幅寬35-700mm，可定制化，實(shí)現(xiàn)多極耳清洗。

在高速疊片解決方案上，海目星激光鋰電池正負(fù)極片切疊一體設(shè)備將制片及Z字疊片工藝融為一體，采用電子凸輪控制的高速裁斷技術(shù)提高裁斷和疊片效率，集成極耳加強(qiáng)筋、V?成型、裁斷、疊片、熱壓、絕緣檢測(cè)等功能。三工位疊片效率達(dá)320~360pcs/min（0.167~0.2s/pcs）。

在激光制片解決方案上，公司可提供兼容卷繞、疊片工藝的高速激光制片機(jī)、制片分條一體機(jī)、?速激光制?裁切?體機(jī)（疊片）等。其中高速制片機(jī)切割速度≥120m/min、切割精度±0.2mm、粉塵顆粒<10μm。

在高速切卷解決方案上，基于技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，公司圓柱切卷一體機(jī)可兼容同側(cè)極耳與兩側(cè)極耳等多種工藝，單機(jī)效率≥15ppm（極片長(zhǎng)度5m），極耳寬度/間距/高度的精度±0.2mm正負(fù)極片、隔膜對(duì)齊≤±0.3mm。方形切卷一體機(jī)采用變卷針技術(shù)與極耳對(duì)齊度測(cè)厚閉環(huán)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)卷繞線速度2500mm/s，正負(fù)極片、隔膜對(duì)齊≤±0.3mm，單機(jī)效率≥7ppm（極片長(zhǎng)度10m）。

在方形鋁殼超高速裝配線解決方案上，海目星激光突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，采用高速磁驅(qū)連續(xù)式生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)高效率高良率加工生產(chǎn)。設(shè)計(jì)效率>30PPM，整線占地面積減少30%，能耗降低20%，單位產(chǎn)能成本降低30%。

在方形鋁殼/軟包電池烘烤線解決方案上，高精度溫度控制技術(shù)、高精度水份檢測(cè)技術(shù)、能耗監(jiān)控管理系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)控制技術(shù)、動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)等加持下，海目星激光產(chǎn)品的產(chǎn)能≥12PPM（按照藍(lán)本71173204計(jì)算），良率≥ 99.98%，烘烤溫度覆蓋常溫-125°C（可設(shè)定），真空漏率（氣密性≤10Pa.L/s）。

在模組及PACK裝配解決方案上，公司糅合激光飛行焊接技術(shù)、電芯動(dòng)態(tài)同步搬運(yùn)技術(shù)、電芯堆疊技術(shù)、多軸焊接運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，使得產(chǎn)品可兼容不同尺寸、不同工藝的PACK生產(chǎn)，設(shè)備產(chǎn)能為12ppm~35ppm，故障率低于2%，良率≥99.95%。 

通過整線產(chǎn)品矩陣以及持續(xù)迭代的技術(shù)工藝，海目星激光正在協(xié)同下游電池企業(yè)精進(jìn)、延拓產(chǎn)品的研發(fā)布局，匹配終端邁向極限制造的需求。

要實(shí)現(xiàn)真正實(shí)現(xiàn)電池的智能制造，全局最優(yōu)解是要將信息化、?絡(luò)化、數(shù)字化、智能化融?電池制造全過程。

蔣志東表示，海目星激光正在逐步完善產(chǎn)線數(shù)字化融合方案。具體包括：

1、通過研發(fā)核心軟件控制技術(shù)，提升設(shè)備穩(wěn)定性，保障電芯生產(chǎn)質(zhì)量。

2、規(guī)劃產(chǎn)線數(shù)字化向整場(chǎng)數(shù)字化躍遷全圖。

3、打造產(chǎn)線數(shù)字化管理系統(tǒng)。

4、完善制程工藝分析系統(tǒng)。

5、打造產(chǎn)線智能化管理系統(tǒng)。

6、數(shù)字化工廠的MES管理系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)智能存儲(chǔ)解決方案。

如：在產(chǎn)線數(shù)字化管理系統(tǒng)方面，海目星激光快速接入工業(yè)4.0平臺(tái)——H-IPMS產(chǎn)線數(shù)字化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接數(shù)字化工廠。在制程工藝分析系統(tǒng)方面，海目星激光應(yīng)用鋰電裝備和制程工藝的過程參數(shù)，和每個(gè)電芯進(jìn)行綁定，實(shí)現(xiàn)電芯質(zhì)量追溯分析。在產(chǎn)線智能化管理系統(tǒng)方面，導(dǎo)入視覺檢測(cè)質(zhì)量分析系統(tǒng)，對(duì)偶然性數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)性處理，對(duì)規(guī)律性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)等。

與此同時(shí)，海?星激光也在不斷加大研發(fā)投?，深入基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)構(gòu)建。

蔣志東介紹，公司現(xiàn)已設(shè)立四大創(chuàng)新中心，強(qiáng)化基礎(chǔ)技術(shù)研究&應(yīng)用、電池技術(shù)路線研究、重點(diǎn)新產(chǎn)品開發(fā)、智能制造、平臺(tái)型技術(shù)研發(fā)五大職能，為產(chǎn)品到智能制造再到極限制造提供技術(shù)維度支撐。

在基礎(chǔ)技術(shù)工程體系上，海目星激光通過搭建全面的數(shù)字化多物理場(chǎng)工程計(jì)算體系，具備電、磁、熱、固、流五大領(lǐng)域基礎(chǔ)工程問題解決能力，在提升關(guān)鍵工藝指標(biāo)，提高關(guān)鍵模組性能和穩(wěn)定性，持續(xù)提升產(chǎn)品線技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力。

同時(shí)，公司還搭建了物流仿真、虛擬調(diào)試、軟件框架、視覺檢測(cè)、核心控制技術(shù)等研發(fā)團(tuán)隊(duì)，?持研發(fā)技術(shù)不斷突破創(chuàng)新。

值得一提的是，海目星激光面向激光光源技術(shù)、自動(dòng)化及控制技術(shù)、電池工藝制程和先進(jìn)激光應(yīng)用，成立星能研究院，為硬核、前沿技術(shù)研究與落地提供保障。

“高精尖”科研平臺(tái)也成為海目星產(chǎn)品及技術(shù)保持行業(yè)引領(lǐng)的有利支撐。