动力电池产线自动化全面升级 6家企业技术大比拼

     随着新能源汽车用动力电池市场的快速扩大和储能市场的不断发展，应用领域对电池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求。在大规模批量生产模式下，主流动力电池企业都在做产线自动化以及数字化的全面升级。

　　今年4月，工信部发布《智能制造试点示范2016专项行动实施方案》(下称“方案”)，明确提出，2016年要重点遴选60个以上智能制造试点示范项目，形成关键领域一批智能制造标准，不断形成并推广智能制造新模式。

　　方案指出，智能车间/工厂试点示范项目通过2-3年持续提升，实现运营成本降低20%，产品研制周期缩短20%，生产效率提高20%，产品不良品率降低10%，能源利用率提高10%。

　　为鼓励技术创新，记录行业重大变革力量，高工锂电发起了2016年度高工金球奖评选。值得一提的是，本届金球奖专门设立了“年度优秀自动化产线”奖项，旨在与鼓励电池企业和设备企业在设备产线自动化上进行创新和变革。

　　吉阳自动化总经理阳如坤向高工锂电网表示，“锂电制造未来必然走向大规模和智能化，即‘三高三化’：高精度、高速度、高可靠性、无人化、可视化和信息化。这必然倒逼企业通过自动化和数字化的升级来实现。”

　　截至目前，参与报名有中天储能、猛狮新能源、河南锂动、联赢激光、大族激光等企业，这其中既有动力电池企业，也有装备制造企业，他们在锂电自动化制造的道路上勇立潮头，是自动化生产制造领域的排头兵和探路者。

　　1.中天储能：锂电池智能制造工厂

　　中天储能报名参选2016高工金球奖“年度优秀自动化产线”。据高工锂电网了解，中天储能推出的高性能锂电池智能制造项目已成功入围2016 年智能制造试点示范项目。

　　该智能制造项目实现生产全流程数字化管控、大数据智能分析决策;可实现生产效率、生产质量的大幅提升;实现每一步自动化检测，提升成品率;实现低耗环保、高效优质生产、解决用工压力和劳动强度，降低生产成本。

　　通过智能车间的建设运营成本可降低20% ，研发周期缩短25% ，实现生产效率提升25% ，能源利用率提高10% ，实现节约仓库空间40% ，车间生产人员减少25%;锂电池一致性提升3% ，锂电池材料利用率提高4% ，产品不良品降低 12.5%。

　　该公司还先后被评为“江苏省锂电池示范智能车间 ”、“南通市锂电池示范智能车间”，达到两化融合管理体系的标准要求。

　　2.猛狮新能源：18650锂电池电芯自动生产线

　　猛狮新能源报名参选2016高工金球奖“年度优秀自动化产线”奖项的是“三元18650圆柱型锂电池电芯生产线”。

　　该产线采用道式极片烘干、全自动卷绕、全自动电芯装配、清洗、全自动化成、老化检测设备和PACK生产线，与其他目前国内外电池生产装配方式相比，生产工艺更简单、生产柔性更好，可以同时生产不同材料、多种容量、规格的锂离子动力电池。

　　该产线大大提高了生产的自动化水平，产品成品率高、可靠性、一致性好。整个项目自动化生产设备效率高、人工少，运营成本降低。

　　三元材料体系比容量、比能量高、体积较小，循环性能较好、寿命长，污染小，但是安全性能一般，本项目通过掺杂改性、陶瓷隔膜等技术的应用，预期克服这个缺点。

    3.卓能新能源：全自动电芯组装生产线

　　卓能新能源引进的全自动电芯组装生产线，每条线的生产效率达到200PCS/min，日生产量超过25万PCS/天，生产出的18650电芯循环性能达到1C充放电1500次以上，产品的一致性大幅提高。

　　卓能新能源现用的全套使用自动加料系统(精度达到万分之五)，打浆使用国际一流的高速分散设备可以实现活性物单颗粒均匀悬浮，浆料密封管道输送，用国际先进的挤压涂布机进行涂布，厚度精度达到±1.5μm(±1.5%),涂布速度达到25m/min，而国内常规涂布机的精度为±3μm(±3%)，涂布速度为10m/min;

　　卓能新能源称，其全自动生产线稳定生产，给行业自动化生产带来了新的曙光，打破了国外在锂电池高端设备的技术垄断，打破了一直以来国外锂电全自动生产线无法在国内顺畅使用的现状。

　　4.河南锂动：国际领先自动化产线

　　河南锂动报名参选2016高工金球奖“年度优秀自动化产线”。其自动化生产线采用众多国际领先的锂电生产设备，特别是高速双面喷涂涂布机采用双面同时喷涂和空气悬浮动力系统，涂布精度可达±1.5g/㎡，极板涂布均匀性和可靠性得到极大提高，从而可保障动力锂离子电池的一致性、稳定性和安全性。

　　河南锂动透露，公司引进的这批先进设备，包括日本进口全自动投料系统、日本进口全自动双面同时涂覆涂布机、美国进口全自动测厚仪、韩国进口高精度热辊压机、德国进口超声波焊接机以及国内的全自动模切制片机、叠片机等，配合智能化的生产制造管理系统，产品生产过程全程可视、可控、可追溯，符合国家打造智能制造工厂的产业发展方向。

　　河南锂动表示，这条高端自动化生产线达产后，将明显提升的极板制造精度和电芯加工品质。

　　5.联赢激光：动力电池软连接全自动激光焊接生产线

　　联赢激光报名参选2016高工金球奖“年度优秀自动化产线”奖项的是“动力电池软连接全自动激光焊接生产线”。

　　该产线生产效率达12PPM，成品优率可达99.8%，包含上料、刻码、激光焊接、激光清洗、焊后质量检测、折T、贴膜、下料等工序，全部采用全自动化生产流程，可极大提高生产效率，降低人工成本，提升企业竞争力。

　　同时，该产品解决了复杂产品的全自动化生产机构的构造设计，同时为提高产品优率引入了激光清洗环节，彻底解决了产品优率不高的问题。

　　目前，联赢激光产品已广泛应用于包括CATL、中航锂电等大型锂电企业的生产线，取得了良好的经济效益和社会效益，激光焊接机市场份额和研发技术都在不断提升。

　　6.大族激光：“电池模组焊接自动化解决方案”

　　大族激光报名参选2016高工金球奖“年度优秀自动化产线”奖项的是“电池模组焊接自动化解决方案”。

　　该产线采用流水线工作方式，上料后经过绝缘测试，进入拍照位对模组极柱进行拍照定位，然后对模组极柱及连接片进行激光清洗，并安装线束隔离板，再进入焊接位对连接片与极柱进行激光振镜焊接，而后清理焊渣，开创国产大功率激光焊接振镜应用新时代。

　　技术创新点如下：

　　(1)以往的电池模组激光焊接，通常采用准直聚焦方式，而国产大功率焊接振镜在市面上一直没能成功应用。由大族激光自主研发的大功率激光振镜头的开发成功，并配合IPG激光器首次成功应用到电池模组激光焊接生产线。

　　(2)激光焊接，需要利用视觉系统进行拍照定位以确定焊接坐标，以往是在激光工位进行拍照并进行激光焊接，这样做的弊端是在拍照测距时无法同时进行激光焊接，激光器不能充分利用起来。该项目是先在一个工位进行拍照定位并定义MARK点，再在焊接工位读取极柱坐标值直接进行焊接，这样，拍照与激光焊接可以同时工作，提高了激光器的利用率，生产节拍大大提高。

　　(3)以往的模组焊接是把需要焊接的两部分装配起来压紧直接焊接，这样会导致部分来料就已出现氧化的、或者表面脏污的产品出现焊接不良。该系统采用先分别激光清洗焊接贴合面，再压紧进行激光焊接。这样就可以避免因来料问题出现焊接不良的情况，提高激光焊接良率。

　　(4)振镜激光焊接，因焦点位置相对于振镜头是移动的，保护气无法追随着焊接焦点移动面导致焊接外观不良。本系统采用每个焊接极柱点单独吹保护气，使保护气充满压紧极柱的压筒内，有效防止了焊接氧化。

　　(5)系统对焊接后的极柱，进行了自动清理焊渣。保证了产品外观，减少人工清洁工作。