钜大LARGE | 点击量：1265次 | 2018年08月12日
创新引领锂电智能化制造
5月22日，“2018第一届新能源汽车及动力电池(CIBF深圳)国际交流会”在深圳会展中心举行。赢合科技股份有限公司销售副总阮丹琳在“动力电池产业链专场——融·突破桎梏携手发展”主题论坛上发表演讲。以下是演讲内容：
赢合科技股份有限公司销售副总阮丹琳：
各位尊敬的来宾、领导，大家早上好!很荣幸由我今天给大家分享一下赢合科技对于锂电智能装备的分享，我这次汇报的主题是“创新引领锂电智能制造”。
我今天主要分为三个主题：一是智能产线的现状及行业分析;二是开拓创新突破核心技术难点;三是合作共赢，赢合助力锂电智能制造。
2007年的时候，很偶然的机会，我从汽车行业进入锂电池行业，在十几年的时间里，我也看到、见证了锂电池发展的过程。我们先来看一下智能产线现状和行业是什么样的状态。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
讲到智能装备大家都会想到我们的汽车产业，对于现在的智能工厂而言，汽车行业是前趋。现在的人机交互可以实现的是，人员在没有进入生产区域的时候，设备是按照百分之百的生产效率以及安全范围比较大，当人员进入到和机器在一个范围内共同协调，就会适配和人员相对安全和协作的状态，这就是现在德国汽车产业可以实现到的状态。
我们来看一下锂电池装备现在到了什么程度。我们花了15年的时间，从人工的时代，只有10%-30%的自动化程度上升到70%，在全自动的单机向自动化产线进程过程中，为什么锂电的产线和现在的汽车有这么大的差距?我们电池制造很也属于流程制造和零散制造的结合，计划、工艺流程复杂，计划难以管控，这个过程中和常规的汽车制造行业里的车间进行加工、装配、调试整个流程工艺管控是完全不一样的，我们在做电池的智能制造工厂的时候，我们也会更关心订单如何交付，工厂制程中如何减少浪费。这几个条线和我们现在汽车行业还是有一定的区别、有一定的协同性。
第二，我们立足于做开拓创新、突破技术难点。赢合科技成立于2006年，已经成立下属分公司，雅康是做前端锂电池的涂布机，MAX是做软包的组装线，和合自动化、惠州赢合。
挤压涂布机是双放双收全挤压涂布机，我们的涂布机可以实现高速长比，我们更关心涂布在干燥之后的质量，独特、新颖有着自主开发的烘箱流场，干燥均匀边缘不开裂、不卷边，已经从模仿、改进的时代，现在变成完全的自主研发，我们有专门的博士团队对流场进行分析，正向设计风道、管道、热场是怎么样的设计和分布，这是涂布机做到的自主研发状态。
因为有了流场分析的稳定性，所以我们能保证在小于等于0.3m/s，我们在做模拟仿真，最终是看产品的状态，我们更关心客户给到我们反馈的实际数据，我们更关心我们的设备生产制程能力，这块所有的设备是为了最终向我们的产品能实现好的生产和工艺管控，汽车对于关键零部件核心工艺的要求来做的匹配。
这是我们在其中一个客户现场拍到的双层挤压涂布机的视频，我们可以再看一下辊压机，实际辊压是否能达到2um，实际上是远低于精度要求，小于等于正负2um的精度会更高一些。
对于辊压机而言，我们也会关心加工精度和装配精度以及现在在我们连续涂布过程中独特拉伸和除皱技术，也是我们解决辊压机行业相对于比较困难的点。在这个过程中，我们经过材料以及工艺性的实验，验证压实比和基材配合的情况下，如何实现辊压完了以后表面的稳定性。
高速分条机，也是双放双收可以实现24小时不停机，大家可能会注重分切毛刺。这是独立上刀的专利发明机构，这是在我们分切机的吸尘机构。
如果三个机器连在一起大家可以想一下是什么样的状态，涂辊机一体，为什么我们要将机器整合在一起?我们从测算上来看，整机的成本减少收放卷机构，减少对接AGV投入的采购成本，人员也会大幅度减少，整个设备连成一整段，如果我们将机器整合在一起，会使布局更加紧凑，环控能耗减少75%。将机器整合在一起减少重复收放卷过程中材料的损耗。同时在这个过程中，减少人员接触极片的过程，减少人员对异物接触的可能性。
如果将三台机器拼在一起可能会出现什么情况?会不会有重复性的计算，会导致整机的加工率降低?这个过程中我们也论证过，机器拼组在一起，会在什么地方设一些辅料的机构，将整机的加工率进行提升，展会现场是有的，欢迎大家去9号馆27展位看一下涂辊分一体机。
激光极耳成型机，跟卷绕和切片结合比较多，激光极耳成型机有几个技术指标大家会更关心，比如说效率，现在机器已经可以做到双边的无边料切割，达到60m/min，对毛刺的要求和热影响区，这是我们在客户现场实测的数据，对于激光极耳成型机而言，在我们设备厂家看来，它已经不完全是新工艺的验证和设备的开发，对于新的材料体系而言、新的工艺引入而言，我们更关心的是，我们在做完这个产品以后，产品品质对客户的影响，激光极耳成型机在高速的极耳情况下，对电池产品安全性意味着什么和代表着什么?这已经上升到对于整个客户在新能源行业里，新能源汽车领域是跟人员的安全紧密相关。我们和全球顶尖的激光研究所进行合作，毛刺产生的过程中是因为溶解之后，现在我们看到的毛刺还是溶解过后团聚的情况，热影响区同样也是，我们在联合开发的案子，也会跟我们进行一些分析，看我们热影响区是变色还是高温下进行的这部分对我们晶体的结构产生影响，这是我们在这台机器做的研发项目。这台机器除尘的环控、整机环控也是比较重要的，这也是我们和激光所研究院做这个项目过程中，毛刺热影响以及除尘，我们做的几个主要研究课题。我们先在激光切割环节做成竖切，为什么做成竖切的状态，洗尘、封刀、流速是怎么设计的?通过正向的模拟方式可以看到里面的设计方式。
这是在投入使用的客户实拍图，卷绕机也是锂电池制造的核心设备，卷绕机大家最关心的还是效率，我们的卷绕机已经可以做到1.5m/s，除了速度以外还有张力波动，大家知道张力波动对电池后段，有可能是从这儿出现的，张力波动是我们核心的研发机构，实现张力波动尽可能减小。现在张力波动可以达到小于等于5%。这是现场实测的张力波动的数字。还有就是安全性，电池卷绕包覆精度的高要求，现在精度可以达到小于等于正负0.2毫米，这是客户现场看我们的包覆精度，大家可以看得出来，包覆得非常好。
如果将激光极耳成型机和卷绕机合并在一起，优势是什么?这是卷绕机的视频。两台机器合并在一起之后，两个工艺合并可以明显看到占地是原来的50%，物流减少原来的60%，两台机器累加效果明显小于一台整合机。人员成本的降低，局部防控能耗的降低也是整合机的优势。杜绝员工频繁接触到极片，对极片造成污染，减少多次收放卷，内卷径弯曲度对极片的影响。
第三，说起锂电智能制造离不开基础部分，比如说控制系统PLC、传感器、射频技术、条码技术，包括自动化的加工设备和运输设备，都是来自于智能化工厂基层的传感器基础数据提取。我们也跟欧洲顶尖机构合作，前沿研究确实走在前面，我们和顶尖、核心的传感器厂家进行关键零部件的联合开发，这是我们现在的锂电池工厂实现的部分。比如说生产执行层面，作业人员以及设备数据的提取和数据量的进入会到达中层管理以及数据分析改善活动的中层，中层通过管理成本等一些管控的方式制定生产标准在这个过程中，整个产线中的生产不良率，对于高层、对于整个生产电池的监控、分析以及决策起到重要的作用。
大家更关心人机料返还，比如说人员的减少、人员和设备交互的部分，大家关心机器的环保。环境是能耗、环控这些指标，这是车间里对于关键生产要素的核心指标，现在已经可以实现。对于在这个基础上，我们提出数字化工厂解决方案，需要在原来的基础上做到什么?大量引入CAD和CAE的技术，不管是我们的设备还是生产实测，将我们的研发、测试、生产连入到信息技术，对我们整个生产秩序、物料消耗有横向和纵向对比数据，可以看到实际的状态。
赢合科技在工业互联网平台，我们也做了大量的研究和开发，比如说底层的通信设备接入，比如说边缘层以及到达中间合作平台的应用开发以及数据分析，包括到达上面的设计管理，是我们现在还没有做到，我们正在努力往这块走，我们想实现的是柔性生产，对于生产制造的过程中，工艺路线的建模以及应用层，这是需要往这个方面努力的。
对于客户层和底层，下面做了PLC，数据的采集到了中间的数据交换，通过数据协议交换模块到达监控层，这也是对于刚刚的PPT做的简单的解释。
我们计划做智能柔性化生产线，我们接下来对于智能化工厂这块会重点努力研发和客户共同提速，比如说生产过程中做到换料，客户定制的要求，这个过程中，对于产线的变化和产线设备的要求非常高，在这个过程中，我们认为柔性化生产产线和定制化部分是未来数字化工厂和设备、人员以及生产管理现场、协作共同完成的部分。
我们现在联合欧洲最知名的，比如说激光研究所、德国顶尖的研发机构做的联合开发，这部分也是为了引入一些新的理论来解决现在生产制作过程中工艺难题。核心零部件也跟大家做了简单的解释，我们认为在核心零部件这块，我们和核心零部件厂商共同成长、联合开发，对生产制程和适应性有好处。共同去努力推进智能装备在锂电池行业的进程。
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